Черное тело
Черное тело или черное тело — это идеализированное физическое тело , которое поглощает все падающее на него электромагнитное излучение независимо от частоты или угла падения . Название «черное тело» дано потому, что оно поглощает все цвета света. Черное тело также излучает излучение черного тела . Напротив, белое тело имеет «шероховатую поверхность, которая полностью и равномерно отражает все падающие лучи во всех направлениях». [1]
Черное тело в тепловом равновесии (то есть при постоянной температуре) излучает электромагнитное излучение черного тела. Излучение испускается в соответствии с законом Планка , что означает, что его спектр определяется только температурой (см. рисунок справа), а не формой или составом тела.
Примерная реализация черной поверхности — это отверстие в стене большого изолированного корпуса ( духовки , например). Любой свет, попадающий в отверстие, отражается или поглощается внутренними поверхностями тела и вряд ли появится снова, что делает отверстие почти идеальным поглотителем. Когда излучение, заключенное в такой оболочке, находится в тепловом равновесии, излучение, испускаемое отверстием, будет таким же сильным, как и излучение любого тела при этой равновесной температуре. [ требуются дополнительные пояснения ]
Реальные материалы излучают энергию, составляющую долю, называемую коэффициентом излучения , от энергетических уровней черного тела. По определению черное тело, находящееся в тепловом равновесии, имеет коэффициент излучения ε = 1 . Источник с более низким коэффициентом излучения, не зависящим от частоты, часто называют серым телом. [3] [4] Построение черных тел с коэффициентом излучения, максимально близким к 1, остается актуальной темой. [5]
В астрономии излучение звезд и планет иногда характеризуется эффективной температурой , температурой черного тела, которое излучало бы такой же общий поток электромагнитной энергии.
... предположение, что можно представить себе тела, которые при бесконечно малых толщинах полностью поглощают все падающие лучи, не отражая и не пропуская их. Я буду называть такие тела совершенно черными или, короче, черными телами . [6]
