Vad är svartkroppsstrålning?

I fysik är en svart kropp ett objekt som absorberar all elektromagnetisk strålning, som är rent icke-reflekterande och ogenomskinlig. Följaktligen dikteras dess färg endast av dess temperatur. Olika temperaturer studsar atomer runt vid olika intensiteter som motsvarar respektive våglängder för elektromagnetisk strålning som produceras. Svarta kroppar och frågor kring deras strålning är särskilt kända för sin roll i formuleringen av kvantmekanik i början av 1900-talet.

Svartkroppsstrålning kallas ibland också kavitetsstrålning, eftersom i ett laboratorium är den närmaste tillnärmningen till en svart kropp ett litet hål anslutet till ett större kavitet. Eftersom alla inkommande ljus måste studsa runt det inre av kaviteten flera gånger för att det ska återspeglas ut igen, under vilket det nästan är säkert att absorberas, approxierar kavitetshålet fint kriterierna för icke-reflektivitet för svarta kroppar. Enligt Gustav Kirchhoff, fysikern som intRodnade termerna "svart kropp" och "svartkroppsstrålning" 1860, spektrumet som härrör från helheten kommer endast att bero på temperaturen i kaviteten och inte alls på de speciella materialen som upphettas.

När temperaturen på en svart kropp ökar, avger den elektromagnetisk strålning vid högre intensiteter och kortare våglängd. Cirka 1000 K (Kelvin, samma som Celsius men 0 är absolut noll, –273,15 ° C), svartkroppsstrålning är röd, från 2000 K till 4000 K, strålningen är orange, sedan börjar bli vit vid temperaturer över 4000 K, vid vilka alla typiska ämnen är i en vätska.

I den verkliga världen är den närmaste tillnärmningen till svartkroppsstrålning den kosmiska mikrovågsbakgrunden, "Echo" av Big Bang. Svarta hål kan beskrivas som svarta kroppar, och det var Stephen Hawking som upptäckte att de avger sin egen svartkroppsstrålning - som hette Hawking Radiation till hans ära.

Försök att karakterisera utsläppsspektrumet av svartkroppsstrålning är det som LED-forskare som Planck och Einstein föreslår att elektromagnetisk strålning kvantiseras, vilket så småningom ledde till kvantmekanikrevolutionen.