إشعاع الجسم الأسود: الفرق بين النسختين

[[ملف:PlanckianLocus.png|تصغير|341x341بك|هذا اللون ( <nowiki/>[[لونية]] ) الخاص بإشعاع الجسم الأسود يعتمد على حرارة هذا الجسم الأسود ؛ الـ<nowiki/>[[محل هندسي]] لهذه الألوان موضح هنا في  <nowiki/>[[الفضاء اللوني سي آي إي 1931]] والذي يعرف أيضا بالمحل الهندسي لبلانك ( <nowiki/>[[:en:Planckian_locus|https://en.wikipedia.org/wiki/Planckian_locus]] ) ]]

'''إشعاع الجسم الأسود '''هو نوع من أنواع الإشعاع الكهرومغناطيسي ( <nowiki/>[[موجة كهرومغناطيسية]] ) من داخل الجسم أو من خلال الإحاطة بجسم في حالة اتزان حراري ( <nowiki/>[[توازن حراري]] ) أو ( <nowiki/>[[توازن ترموديناميكي]] ) أو أن هذا الإشعاع انطلق من جسم أسود ( غير نافذ وغير قابل لعكس الأشعاعات الموجهة إليه) من خلال عملية تكون فيه الحرارة ثابتة ومنتظمة. وإن هذا الإشعاع لديه مدى محدد من الطيف والشدة والتي تعتمد فقط على حرارة هذا الجسم.

 

== الشرح ==

إن كل المواد الباريون ( باريون )  أو العادية " الثقيلة" تنبعث منها اشعاعات كهرومغناطيسية عندما تكون درجة حرارتها أعلى من [[الصفر المطلق]]. هذا الإشعاع يمثل تحول لطاقة الجسم الحرارية إلى طاقة كهرومغناطيسية ولهذا سميت باسم الإشعاع الحراري. إنها عملية تحدث من تلقاء نفسها للتوزيع الاشعاعي للانتروبيا ( [[إنتروبيا]] ) 

 

 

إشعاع الجسم الأسود يصبح ضوءاً منيرا ومرئيا لو كانت درجة الحرارة الخاصة بالجسم عالية بشكل كافٍ. نقطة درابر هى عبارة عن درجة الحرارة التي عندها تتوهج كل المواد الصلبة باللون الأحمر الخافت عند حوالي 798 درجة حرارة كلفينية. وعند درجة الحرارة 1000 كلفن، فإن أي فتحة صغيرة في جدران أي تجويف غير شفاف الجدران - يسمى في بعض الأحيان بالفرن - فإنها ترى من الخارج باللون الأحمر. وعند درجة حرارة 6000 كلفن ، فإنها تبدو باللون الأبيض. أياً كانت نوع المادة المستخدمة في صناعة هذا الفرن أو حتى أياً كان تركيبه طالما أن الضوء الملقى عليه يتم امتصاصه بوساطة جدران هذا الفرن فإن ذلك يمثل بمثابة إشعاع الجسم الأسود التقريبي. ولهذا فإن اللون أو الطيف للضوء يكون فقط معتمدا على درجة حرارة هذا التجويف فقط. إن الشكل المرسوم بالأعلى وهو عبارة عن رسم لاعتماد كمية الطاقة داخل الفرن على وجدة الأحجام أو وحدة الترددات تسمى باسم منحنى الجسم الأسود. وكل منحنى يتم الحصول عليه بتغيير فقط درجات الحرارة.

كل جسمين في نفس درجة الحرارة يظلون في حالة اتزان حرارى متبادل ولهذا فإن الجسم عند درجة حرارة T والمحاط بسحابة من الضوء عند نفس درجة الحرارة T في المتوسط فإنه سوف يبعث بإشعاع مساوٍ للإشعاع الذي يمتصه ، نسبة إلى مبدأ بريفوست للتبادل ( Prevost's exchange principle ) والتي تنص على الإتزان الإشعاعي. إن مبدأ الإتزان التفصيلي ( detailed balance ) ينص على أنه في حالة الإتزان فإن كل عملية أساسية تعمل بالتساوي في الاتجاة الأمامي والإتجاة الخلفي. ولقد أوضح بريفست أيضا أن الإنبعاث من أي جسم يتم حسابه بشكل منطقى منفردا باستخدام حالة الجسم الداخلية.  

 

 

نتيجة لقانون فين للإزاحة هو أن الطول الموجي عند الشدة في وحدة الطول الموجي للإشعاع الناتج بواسطة الجسم الأسود تصل إلى قيمتها العظمى هي دالة فقط في درجة الحرارة. 

: <math>\lambda_\max = \frac{b}{T}</math>

 

قانون بلانك أيضا تم تعريفه بالأعلى على أنه دالة في التردد. الشدة العظمي لهذا يمكن الحصول عليها بواسطة : 

 

=== قانون ستيفان - بولتزمان ===

: <math>j^{\star} = \sigma T^4,</math>

حيث أن j* هى عبارة عن الطاقة الكلية المنبعثة في وحدة المساحة ، وحيث أن T هى درجة الحرارة المطلقة  و σ هو ثابت ستيفن- بولتزمان.

وهنا يُتبع بتكامل '''I '''من خلال التردد والزاوية الصلبة.

: <math>j^{\star} = \int_0^\infty d\nu \int d\Omega\cos\theta \cdot I(\nu,T)</math>

 

== قراءاة أخرى ==

 

== وصلات خارجية ==