Feketetest-sugárzás

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Az abszolút fekete test energiakibocsátása a hullámhossz függvényében (Planck-görbe)

A feketetest-sugárzás egy idealizált testnek – az abszolút fekete testnek – a sugárzása, amelyre jellemző, hogy tetszőleges hullámhosszú elektromágneses sugárzást képes elnyelni vagy kibocsátani (és értelemszerűen a rá eső sugarakat nem veri vissza); így idealizált elméleti alapot ad az anyag és a sugárzás kapcsolatának vizsgálatához.

Feketetest idealizált formában sohasem fordul elő a természetben, de számos csillagászati objektum megközelítőleg feketetest. A feketetest jól modellezhető egy üreges gömbbel, amibe vékony lyukat fúrtak, ahol a bejutott sugárzás csapdába esik.

Az ábra a megfelelő hullámhosszakkal együtt ábrázolja az energiakisugárzásukat. A hullámhosszfüggés grafikonját nevezzük Planck-görbének, mivel ezt a függést Max Planck német fizikus vezette le 1900-ban, felfedezve, hogy az energia nem folytonos, hanem csak adott (nagyon kicsi) adagokban adható át. Egy darab energiája a sugárzás frekvenciája és a Planck-állandó szorzata. Planck ezáltal megtette a kvantummechanikához vezető első lépést.

Az összefüggésből levezethetőek korábban felismert összefüggések: a Wien-féle eltolódási törvény, mely a hőmérséklet és a görbe maximumához tartozó hullámhossz között állapít meg kapcsolatot (fordítottan arányosak) és a Stefan-Boltzmann törvény, amely az összes kisugárzott energiát adja meg.

A középső görbe a Naphoz hasonló 6000 K-es csillag görbéje, ahol az emissziós spektrum csúcsa majdnem a látható fény közepére esik, így a nap sárga színűnek látszik, és a látható spektrumnak mind a kék, mind a vörös végén hiányt szenved a kisugárzása. A felső görbe egy 20 000 K-es csillagé. A görbe azonos formájú, de minden hullámhosszon magasabb a kisugárzása, a csúcs pedig határozottan az ultraibolya tartományba esik. A csillag kéknek látszik, mivel a görbe a látható fény vörös oldalának alacsony kisugárzási szintjétől indul és a kék oldalban éri el a legnagyobb magasságát. A legalsó görbe egy 4000 K-es csillagé. A csillag vörösnek látszik, csak nagyon kicsi sugárzása van a kékben és a görbe csúcsa az infravörös tartományba esik. Ezért látszanak a forróbb csillagok fényesebbnek, mivel minden hullámhosszon nagyobb a kisugárzásuk. A Föld feketetestként 300 K körül sugároz. Ennek a sugárzásgörbének a csúcsa a távol infravörösbe esik. A Föld kisugárzásának nagy részét gyakorlatilag elnyeli a légköre. Ennek a köznapi elnevezése az üvegházhatás, melynek fokozódása ma a sokat emlegetett globális felmelegedés okaként van számon tartva.

Külső hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Forrás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]