Wat is Blackbody-straling?
Blackbody-straling is de thermische straling die wordt uitgezonden door een object in plaats van gereflecteerd. Fysiek wordt blackbody-straling altijd gemengd met gereflecteerde straling, omdat alle objecten in de echte wereld een deel van de elektromagnetische golven reflecteren die ze ontvangen. Niettemin zou een hypothetisch zwart lichaam alleen straling uitzenden die afhankelijk is van zijn temperatuur. Hete zwarte lichamen zouden substantieel uitstralen in het zichtbare bereik van licht en zouden daarom zichtbaar zijn voor mensen. Koele zwarte lichamen zouden voornamelijk in het infraroodbereik uitstoten, waardoor ze onzichtbaar zijn voor het menselijk oog.
Een zwart lichaam is een object dat alle binnenkomende elektromagnetische straling absorbeert. Geen invallende straling wordt gereflecteerd door het lichaamsoppervlak. Zwarte lichamen bestaan niet in de fysieke wereld; het zijn geïdealiseerde objecten die worden gebruikt voor conceptuele en theoretische doeleinden. Real-world lichamen weerspiegelen altijd een deel van de binnenkomende straling, hoewel deze hoeveelheid kan variëren. Zwarte lichamen worden zo genoemd omdat ze, als ze geen invallende lichtgolven hebben gereflecteerd, zwart zouden lijken als ze koud zijn.
Alle objecten, inclusief zwarte lichamen, zenden een hoeveelheid thermische straling uit die afhankelijk is van de temperatuur van het object. In feite is deze hoeveelheid evenredig met de absolute temperatuur van een object tot de vierde macht. Verdubbeling van de absolute temperatuur van een object - bijvoorbeeld een oven draaien van kamertemperatuur naar ongeveer 600 ° Fahrenheit (315 ° Celsius) - zal resulteren in 16 keer zoveel thermische straling. De totale hoeveelheid thermische straling neemt daarom drastisch toe met hogere temperaturen.
Bij temperaturen onder ongeveer 900 ° F (482 ° C) bevindt de meeste blackbody-straling zich in het infrarode deel van het elektromagnetische spectrum. De golflengten van deze straling liggen buiten het bereik voor menselijke visuele perceptie, wat verklaart waarom mensen 's nachts geen objecten op kamertemperatuur kunnen zien. Zeer hete objecten beginnen echter aanzienlijk in het zichtbare bereik van licht uit te stralen. Dit verklaart waarom mensen 's nachts brandend hout of een verre ster kunnen zien. Het licht van deze hete objecten wordt niet primair gereflecteerd door andere bronnen, dus het is blackbody-straling.
Zoals gezegd reflecteren objecten uit de echte wereld altijd een deel van het invallende licht dat ze ontvangen. Individuen interpreteren dit gereflecteerde licht als zijnde in staat om een object te “zien”; mensen kunnen koele objecten zien omdat ze de blackbody-straling van hetere objecten reflecteren. Of de zichtbare lichtgolven afkomstig zijn van de zon of een gloeilamp, ze bereiken onze ogen pas nadat ze van een koel voorwerp zijn afgestuiterd. Zonder deze originele blackbody-straling zouden koele objecten zwart lijken - dat is precies wat individuen 's nachts opmerken zonder dat er hete objecten in zicht zijn. Als mensen in het infrarood zouden kunnen zien, zouden ze zelfs objecten op kamertemperatuur kunnen zien.