Co to jest promieniowanie ciała czarnego?
W fizyce czarne ciało jest przedmiotem, który pochłania całe promieniowanie elektromagnetyczne, będąc czysto nieodbijającym i nieprzejrzystym. W związku z tym jego kolor jest podyktowany tylko temperaturą. Różne temperatury odbijają atomy z różną intensywnością, która odpowiada odpowiedniej długości fali wytwarzanego promieniowania elektromagnetycznego. Czarne ciała i problemy związane z ich promieniowaniem są szczególnie znane ze swojej roli w formułowaniu mechaniki kwantowej na początku XX wieku.
Promieniowanie ciała czarnego jest czasami nazywane promieniowaniem wnęki, ponieważ w laboratorium najbliższym przybliżeniem ciała czarnego jest mała dziura połączona z większą jamą. Ponieważ każde przychodzące światło musi wielokrotnie odbijać się od wnętrza wnęki, aby zostało odbite z powrotem, podczas którego jest prawie pewne, że zostanie pochłonięte, otwór wnęki ładnie przybliża kryteria braku odbicia dla ciał czarnych. Według Gustava Kirchhoffa, fizyka, który wprowadził pojęcia „czarne ciało” i „promieniowanie ciała czarnego” w 1860 r., Widmo emanowane z całości będzie zależeć tylko od temperatury wnęki, a wcale od ogrzanych materiałów .
Wraz ze wzrostem temperatury ciała czarnego emituje ono promieniowanie elektromagnetyczne o wyższych natężeniach i krótszych długościach fal. Około 1000 K (Kelwin, to samo co Celsjusz, ale 0 to zero absolutne, –273,15 ° C), promieniowanie ciała czarnego jest czerwone, od 2000 K do 4000 K, promieniowanie jest pomarańczowe, a następnie zaczyna zmieniać kolor na biały w temperaturach powyżej 4000 K, w którym wszystkie typowe substancje są w postaci płynnej.
W prawdziwym świecie najbardziej zbliżonym do promieniowania ciała czarnego jest kosmiczne tło mikrofalowe, „echo” Wielkiego Wybuchu. Czarne dziury można opisać jako czarne ciała, i to Stephen Hawking odkrył, że emitują własne promieniowanie ciała czarnego - które na jego cześć nazwano promieniowaniem Hawkinga.
Próby scharakteryzowania spektrum emisji promieniowania ciała czarnego skłoniły naukowców takich jak Planck i Einstein do zasugerowania kwantowania promieniowania elektromagnetycznego, co ostatecznie doprowadziło do rewolucji w mechanice kwantowej.