Kara cisim ışıması nedir?

Kara cisim ışıması, bir cisim tarafından yansıtılmak yerine yayılan termal radyasyondur. Fiziksel olarak, kara cisim radyasyonu her zaman yansıyan radyasyonla karıştırılır, çünkü gerçek dünyadaki tüm nesneler aldıkları bazı elektromanyetik dalgaları yansıtır. Bununla birlikte, varsayımsal bir siyah gövde yalnızca sıcaklığına bağlı radyasyon yayar. Sıcak siyah cisimler büyük ölçüde görünür ışık aralığına yayılır ve bu nedenle insanlar tarafından görülebilir. Havalı siyah cisimler temel olarak kızılötesi bölgede yayılarak insan gözüyle görünmez hale gelir.

Siyah gövde, gelen tüm elektromanyetik radyasyonu emen bir nesnedir. Vücudun yüzeyinden hiçbir olay radyasyonu yansımamıştır. Fiziksel dünyada siyah bedenler yoktur; kavramsal ve teorik amaçlar için kullanılan ideal nesnelerdir. Gerçek dünya bedenleri her zaman gelen radyasyonun bir kısmını yansıtır, ancak bu miktar değişebilir. Siyah cisimler, ışık dalgaları yansıtmadığı için soğuk olduğunda siyah görünecekleri için adlandırılmıştır.

Siyah cisimler dahil tüm nesneler, nesnenin sıcaklığına bağlı bir miktar termal radyasyon yayar. Aslında, bu miktar bir nesnenin dördüncü güce olan mutlak sıcaklığı ile orantılıdır. Bir nesnenin mutlak sıcaklığını iki katına çıkarmak - örneğin, bir fırını oda sıcaklığından yaklaşık 600 ° Fahrenheit'e (315 ° Celsius) döndürmek - 16 kat daha fazla termal radyasyona neden olur. Bu nedenle, toplam termal radyasyon miktarı, daha yüksek sıcaklıklar ile büyük ölçüde artar.

Yaklaşık 900 ° F (482 ° C) altındaki sıcaklıklarda, çoğu kara cisim radyasyonu elektromanyetik spektrumun kızılötesi kısmındadır. Bu radyasyonun dalga boyları, insanların neden gece boyunca oda sıcaklığında cisimleri göremediklerini açıklayan insan görsel algısı aralığının dışında. Bununla birlikte, çok sıcak nesneler büyük ölçüde görünür ışık aralığında yaymaya başlar. Bu, insanların neden gece boyunca yanan odun veya uzak bir yıldız görebildiğini açıklar. Bu sıcak nesnelerden gelen ışık öncelikle diğer kaynaklardan yansıtılmaz, bu yüzden kara cisim ışımasıdır.

Belirtildiği gibi, gerçek dünyadaki nesneler daima aldıkları olay ışığının bir kısmını yansıtır. Bireyler, bu yansıyan ışığı bir nesneyi “görebiliyor” olarak yorumluyor; insanlar serin cisimler görebilir çünkü siyah cisimlerin sıcak cisim ışımasını yansıtırlar. Görünür ışık dalgaları güneşten ya da bir ampulden gelse de, sadece serin bir cisimden sıçradıktan sonra gözlerimize ulaşırlar. Bu orijinal kara cisim ışıması olmadan, serin cisimler siyah görünür; bu, bireylerin gece görüş sırasında sıcak cisimler olmadan farkettikleri şeydir. İnsanlar kızılötesiyle görebilselerdi, oda sıcaklığı nesnelerini bile görebilirdi.