YOGYAKARTA - غالبا ما يشار إلى إشعاع الجسم الأسود على أنه أحد أهم المفاهيم في الفيزياء الحديثة. توضح هذه الظاهرة كيف ينبعث من كل جسم الطاقة بناء على درجة حرارته.
ومن المثير للاهتمام أن إشعاع الأشياء السوداء ليس مجرد نظرية مجردة. هذا الاكتشاف هو في الواقع أساس ولادة الميكانيكا الكمومية ، وهي فرع من الفيزياء يؤثر على تطور التكنولوجيا اليوم.
الإشعاع بالأجسام السوداء هو مصطلح يستخدم لشرح العلاقة بين درجة حرارة جسم وطول موجة الإشعاع الكهرومغناطيسي التي ينبعث منها.
حسنا ، الجسم الأسود نفسه هو كائن مثالي قادر على امتصاص جميع الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يتحملها ، ثم إعادة إشعاع الإشعاع الحراري في الطيف المستمر وفقا لدرجة الحرارة.
يرجى ملاحظة أن النجوم تتصرف تقريبا مثل الأجسام السوداء، وهذا المفهوم يوضح سبب وجود نجوم بألوان مختلفة. النجوم الحمراء أكثر برودة بحيث تنبعث منها معظم الإشعاع على طول الموجة الحمراء. من ناحية أخرى ، تنبعث النجوم الأكثر سخونة مثل الشمس من أكبر الإشعاع على الطيف الأصفر أو الأخضر.
ومن المثير للاهتمام أننا لم نر أبدا نجما أخضر لأن النجوم ذات ذروة الشعلة على طول الموجة الخضراء تنبعث أيضا من الكثير من الإشعاع الأحمر والأزرق.
اقرأ أيضا مقالا يناقش عملية تشكيل الأرض ومراحلها علميا
تجمع العين البشرية بين هذه الألوان بحيث تبدو بيضاء. تنبعث النجوم الأكثر سخونة من الإشعاع أقوى على الطيف الأزرق والأشعة فوق البنفسجية وحتى الأشعة السينية والغاما ، بحيث تبدو زرقاء.
وفي الوقت نفسه ، تنبعث الأشياء الأكثر برودة مثل الكواكب أو البشر من معظم الإشعاع في الأشعة تحت الحمراء ، وتنبعث الأشياء الأكثر برودة من موجات ميكرو إلى موجات الراديو.
يعد إشعاع الأجسام السوداء ، كما ذكرت مجلات LibreTexts ، أحد المعالم البارزة المهمة في ولادة الميكانيكا الكمومية. ولدت التجارب حول هذه الظاهرة مجالا من مجالات العلوم أدى بعد ذلك إلى ثورة فيزياء وكيماويات.
تجدر الإشارة إلى أن الميكانيكا الكمومية توفر فهما أكثر اكتمالا للآليات الأساسية على مستوى تحت الذرة.
استنادا إلى تاريخها ، يمثل الأبحاث حول إشعاع الأجسام السوداء في بدء القرن 20th بداية مجال جديد في العلوم. إشعاع الأجسام السوداء هو مفهوم نظري في الميكانيكا الكمومية حيث يمكن للجسم المثالي امتصاص جميع وتيرة الضوء.
وفقا لقانون الديناميكيات الدقيقة ، يجب على هذا الكائن المثالي أيضا إعادة إشعال مقدار الضوء الذي يتم امتصاصه. على الرغم من عدم وجود مواد تصبح في الواقع أجساما سوداء مثالية ، إلا أن بعضها قريب. على سبيل المثال ، الكربون في شكل جرافيت قادر على امتصاص الضوء بكفاءة تبلغ حوالي 96٪.
يمكن ملاحظة مفهوم إشعاع الجسم الأسود في العديد من الظواهر. تعتمد كثافة الطاقة التي ينبعث منها الكائن فقط على درجة الحرارة. مثال بسيط هو شعلة النار.
النار ذات درجات الحرارة المنخفضة تنبعث من الضوء الأحمر ، ثم مع زيادة درجة الحرارة ، يتحول اللون إلى الأبيض ، ثم الأزرق. كل زيادة في درجة الحرارة تؤدي إلى قمة إشعاع جديدة بكثافة أكبر. أي أنه كلما ارتفعت درجة الحرارة ، زاد إجمالي الطاقة الإشعاعية المنبعثة.
يحاول اللورد رايلي وج. ج. جينز شرح إشعاع الأجسام السوداء بمعادلة خاصة في التردد المنخفض. تم بناء هذا المعادلة من افتراض الفيزياء الكلاسيكية في ذلك الوقت ، حيث أن الطاقة يمكن أن تزداد باستمرار مع زيادة الترددات.
وفي الوقت نفسه، تفترض الفيزياء الكلاسيكية أن الطاقة التي تنبعث منها التجريد الذري يمكن أن يكون لها أي قيمة مستمرة، مثل التسارع أو الموقف أو الطاقة المعروفة بالفعل. تعرف أوجه التشابه التي تنتجها باسم قانون Rayleigh-Jeans.
ومع ذلك ، أظهرت نتائج التجارب على إشعاع الأجسام السوداء فرقا حقيقيا. أنتجت البيانات التجريبية ذيل جرس ، في حين أظهرت قوانين Rayleigh-Jeans قيمة الطاقة التي تستمر في الزيادة إلى أجل غير مسمى عند الاقتراب من المناطق الأشعة فوق البنفسجية.
يعرف هذا الاختلاف الكبير باسم الكارثة بالأشعة فوق البنفسجية (الكارثة فوق البنفسجية) ، وهو دليل على أن النظرية الكلاسيكية ليست كافية لشرح إشعاع الأشياء السوداء.
بالإضافة إلى مناقشة حول إشعاع الأجسام السوداء ، اتبع مقالات مثيرة للاهتمام أخرى على VOI ، للحصول على تحديثات الأخبار ، لا تنس المتابعة والمراقبة المستمرة لجميع حساباتنا على وسائل التواصل الاجتماعي!
The English, Chinese, Japanese, Arabic, and French versions are automatically generated by the AI. So there may still be inaccuracies in translating, please always see Indonesian as our main language. (system supported by DigitalSiber.id)
