RNK4M2z3qdoWj
Zdjęcie okładkowe (poglądowe) nie odzwierciedla zjawiska fizycznego a raczej jest pewną artystyczną wizją promienia światła uwięzionego w kuli. Kula ma otwór, przez który wpada promień narysowany w postaci niebieskiej strzałki. Grot strzałki opiera się na wewnętrznej ścianie, która jest czarna. Promień odbija się kilkakrotnie od ścianek. Kula narysowana jest na wierzchu jasnym kolorem, a w środku wypełniona barwą szarą. Na tle zdjęcia umieszczono tytuł "Promieniowanie ciała doskonale czarnego".

Promieniowanie ciała doskonale czarnego

Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.

Prawda, że to ciekawe?

Obserwując rozgrzewający się kawałek metalu zauważysz, że po osiągnięciu odpowiednio wysokiej temperatury zaczyna on świecić. Początkowo emituje światło czerwone, wraz z ogrzewaniem metalu światło przechodzi w żółte, aż w końcu staje się białe. Im wyższa temperatura metalu, tym emitowane światło przesuwa się w kierunku fal o mniejszej długości. Podobny efekt zaobserwujesz w przypadku klasycznej żarówki. Pod wpływem energii elektrycznej drucik wolframowy rozgrzewa się i zaczyna świecić.

Każde ciało znajdujące się w temperaturze większej od 0 K emituje promieniowanie elektromagnetyczne. W większości codziennych sytuacji nie jesteś w stanie go zobaczyć. Aby ciało emitowało światło widzialne, musi zostać rozgrzane do temperatury przynajmniej 1000 K. Dysponując jednak kamerą termowizyjną możesz zobaczyć promieniowanie emitowane przez ludzi czy zwierzęta.

Widmo promieniowania termicznego stało się przedmiotem badań XIX wiecznych fizyków. Aby móc je opisać stworzono model ciała doskonale czarnego, czyli ciała które absorbuje całe padające na nie promieniowanie oraz emituje promieniowanie elektromagnetyczne, charakterystyczne dla temperatury ciała.

Twoje cele

W tym e‑materiale:

  • dowiesz się, że ciało doskonale czarne można przybliżyć wnęką z niewielkim otworem,

  • zobaczysz, jak zmienia się widmo ciała doskonale czarnego ze zmianą jego temperatury,

  • obliczysz temperaturę Słońca oraz długość fali, dla której widmo promieniowania słonecznego osiąga maksimum.