آزمایش تابش جسم سیاه
آزمایش تابش جسم سیاه

آزمایش تابش جسم سیاه

قیمت: ٠ ریال
موضوع: محصولات آموزشی و آزمایشگاهی > رشته فیزیک > فیزیک مدرن
تلفن سفارش: -

اضافه به سبد خرید


هر جسم جامدی کسر یعنی از تابش فرودی بر سطح خود را درمی‌آشامد، بقیه این تابش بازتاب می‌یابد. یک جسم سیاه ایده‌آل به صورت ماده‌ای که تمامی تابش فرودی را ، بدون هیچ بازتابش درمی‌آشامد، تعریف می‌شود.

از دیدگاه نظریه کوانتومی ، جسم سیاه عبارت است از ماده‌ای که تعداد بیشماری تراز انرژی کوانتیده (در گستره وسیعی از اختلاف انرژیها) است. بطوری که هر نوترونی که با بسامدی بر آن فرود آید در آشامیده می‌شود. از آنجا که انرژی درآشامیده بوسیله یک ماده دمای آن را افزایش می‌دهد، اگر هیچ انرژی گسیل نشود، یک درآشام کامل یا جسم سیاه ، گسیل کننده کامل نیز هست.
 

 

اطلاعات اولیه
تمام اجسام در دمای متناهی ، امواج الکترومغناطیسی تابش می‌‌کنند. طیفهای تابشی ناشی از گازهای اتمی ، که در آنها اتمها بسیار از هم دور و فقط بطور ضعیف به هم بر هم کنش می‌کنند، شامل فرکانس‌ها یا طول موجهای گسسته هستند. طیف مولکولها، که علاوه بر گذارهای الکترونی ، با سمعهای ناشی از گذارها دورانی و ارتعاشی همراه هستند، نیز شامل خطوط گسسته‌اند.

یک جسم جامد ، از لحاظ تابش یا درآشامی از این هم پیچیده‌تر است، و از بعضی لحاظ می‌توان آن را به عنوان یک مولکول بسیار بزرگ که تعداد درجات آزادی آن متناظر افزایش یافته است، در نظر گرفت. تابش گسیل شده توسط جامد ، با تابش تمام فرکانس‌ها یا طول موج‌ها، شامل یک طیف پیوسته است. بر این اساس به صورت ایده‌آل ماده‌ای تعریف می‌شود که می‌تواند تمام فرکانس‌های طیف  را جذب کند. همالکترومغتاطیسی این جسم اگر چنانچه گرم شود، باید بتواند تمام فرکانس‌های طیف الکترومغناطیسی را تابش کند. 

  
خواص عمومی تابش جسم سیاه
انرژی که در بازه کوچک فرکانسی dv  بین فرکانس‌های v و  v+dv  گسیل می‌شود، در دمای ثابت نخست با فرکانس افزایش پیدا می‌کند، سپس به یک تعداد ماکزیمم می‌رسد، و سرانجام در فرکانس‌های باز هم بالاتر کاهش می‌یابد.
انرژی تابشی به ازای هر فرکانس با دما افزایش پیدا می‌کند، در نتیجه ، انرژی کل تابشی ،با دما افزایش می‌یابد. قبل از پیدایش نظریه پلانک در مورد جسم سیاه ، معلوم شد که انرژی تابشی با توان چهارم دما تغییر می‌کند، که این بیان به قانون استیفان بولتزمن معروف است.
با افزایش دمای جسم تابش کننده کسر بیشتری از تابش گسیل شده توسط مولفه‌های فرکانس بالاتر حمل می‌شود.
طیف تابش جسم سیاه مستقل از ماده‌ای است که تابش کننده از آن ساخته شده است.