ciało doskonale czarne
 
Encyklopedia PWN
ciało doskonale czarne,
ciało całkowicie pochłaniające padające nań promieniowanie niezależnie od długości (częst.) fali, czyli o zdolności absorpcyjnej równej jedności w całym zakresie długości fal.
Zgodnie z prawem Kirchhoffa (promieniowanie cieplne) ciało doskonale czarne ma największą ze wszystkich ciał zdolność emisyjną, czyli jest ciałem promieniującym w danej temperaturze najwięcej energii. Widmo promieniowania ciała doskonale czarnego jest widmem ciągłym. Długość fali odpowiadająca maksimum natężenia promieniowania jest odwrotnie proporcjonalna do temperatury ciała doskonale czarnego (prawo przesunięć Wiena). Widmo promieniowania ciała doskonale czarnego opisują w przybliżeniu — oparte na klas. założeniu ciągłej emisji promieniowania — prawo promieniowania Rayleigha–Jeansa i prawo promieniowania Wiena, które są poprawne każde tylko dla części widma. Rozkład promieniowania w całym zakresie długości fal opisuje prawo promieniowania Plancka, zgodnie z którym zdolność emisyjna ciała doskonale czarnego o temperaturze w skali bezwzględnej T wyraża się wzorem:
, gdzie ν — częst. promieniowania, c — prędkość światła w próżni, k — stała Boltzmanna, h — stała Plancka; prawo to sformułowane przy założeniu, że atom może emitować energię jedynie w określonych porcjach, zw. kwantami energii, stało się jedną z podstaw mechaniki kwantowej. W obszarze małych częstości i ciał o temperaturze dostatecznie wysokiej ( ≪  kT) prawo promieniowania Plancka przechodzi w prawo promieniowania Rayleigha–Jeansa:
εν,T = (2πν2/c2) · kT; natomiast w przypadku dużych częst. ( ≫  kT) przechodzi w przybliżone prawo promieniowania Wiena:
(jego oryginalne sformułowanie: εν,T = ν3f(ν/T) zawiera uniwersalną funkcję zależną od ilorazu ν/T). Całkowitą zdolność emisyjną ciała doskonale czarnego opisuje prawo promieniowania Stefana–Boltzmanna: εT = σT 4, które można otrzymać po scałkowaniu wzoru Plancka (σ — stała Stefana–Boltzmanna). Ciało doskonale czarne jest pojęciem teoret., w rzeczywistości występują ciała będące jego przybliżeniem, jest nim np. komora z małym otworkiem, której ścianki są od wewnątrz poczernione, tak że praktycznie całe promieniowanie wpadające przez otworek zostaje pochłonięte przez ścianki komory. Ciało, którego zdolność absorpcyjna jest mniejsza niż zdolność absorpcyjna ciała doskonale czarnego, lecz również nie zależy od długości fali, nazywa się ciałem szarym, zaś ciało o zdolności absorpcyjnej zależnej od długości fali — ciałem barwnym.
zgłoś uwagę

Znaleziono w książkach Grupy PWN

Trwa wyszukiwanie...  
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia