Глава 5. Квантовая физика

Модель 5.5.  Излучение абсолютно черного тела

Абсолютно черным телом называют тело, способное поглощать всю падающую на его поверхность лучистую энергию любого спектрального состава. Спектральное распределение энергии в излучении абсолютно черного тела, нагретого до некоторой температуры T, описывается формулой Планка, которая может быть задана в виде функции частоты или длины волны . Эти функции называются излучательной способностью черного тела или спектральной светимостью. Функции или высвечиваются в правом нижнем окне модели.

Согласно закону смещения Вина, длина волны λ_max, на которую приходится максимум энергии излучения абсолютно черного тела, обратно пропорциональна абсолютной температуре T:

Интегральная светимость R (T) – площадь под графиком функции или – пропорциональна четвертой степени температуры (закон Стефана–Больцмана):

Компьютерная модель предназначена для изучения спектрального состава излучения абсолютно черного тела при различных температурах T.

В главном окне модели рисуются графики спектральной светимости или (в относительных единицах). Переход от частот к длинам волн и обратно осуществляется при помощи кнопок частота и длина волны.

Температуру черного тела можно изменять с помощью контрола в интервале от 3500 К до 7000 К.

Неплохим приближением абсолютно черного тела является наше Солнце. Однако в солнечном спектре имеется несколько нехарактерных для излучения абсолютно черного тела максимумов, соответствующих спектральным линиям водорода и гелия – самых распространенных на Солнце элементов.

Для сравнения приводится спектральное распределение солнечного излучения (фиолетовая линия).

При изменении температуры график поднимается или опускается, изменяя свой цвет, который соответствует длине волны λ_max.