ΦΑΣΜΑ ΜΕΛΑΝΟΣ ΣΩΜΑΤΟΣ-Προσομοίωση για την Κβαντομηχανική της Γ’ Λυκείου

20220727 145132

Κάθε σώμα σε οποιαδήποτε θερμοκρασία κι αν βρίσκεται εκπέμπει ενέργεια με μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Η ακτινοβολία αυτή ονομάζεται θερμική ακτινοβολία.
Το μέγεθος που εκφράζει την ενέργεια που εκπέμπεται από τη μονάδα της επιφανείας ενός σώματος στη μονάδα του χρόνου ονομάζεται ένταση της ακτινοβολίας, συμβολίζεται με το Ι και στο S.I. μετριέται σε W/m².

Η ένταση της ακτινοβολίας που εκπέμπει ένα σώμα εξαρτάται από τη θερμοκρασία του.

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον, λόγω του ρόλου που έπαιξε στην εξέλιξη της φυσικής, έχει η μελέτη της θερμικής ακτινοβολίας του “μέλανος σώματος”.*

Το μέλαν σώμα, σ’ οποιαδήποτε θερμοκρασία κι αν βρίσκεται εκπέμπει ενέργεια με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σ’ όλο το φάσμα της. Το μεγαλύτερο όμως τμήμα της ενέργειας που εκπέμπεται μ’ αυτό τον τρόπο περιορίζεται σε μια στενή περιοχή, με «αιχμή» κάποιο μήκος κύματος ( λmax ), διαφορετικό για κάθε θερμοκρασία.
Σε θερμοκρασίες γύρω στους 1000 Κ το μέλαν σώμα εκπέμπει κυρίως στην υπέρυθρη περιοχή, ενώ σε ψηλότερες θερμοκρασίες το λmax μετατοπίζεται σε μικρότερα μήκη κύματος (μεγαλύτερες συχνότητες), στην περιοχή του ορατού.
Η σχέση που συνδέει την απόλυτη θερμοκρασία (Τ) του μέλανος σώματος με το μήκος κύματος αιχμής ( λmax ) είναι
λmaxΤ = σταθερό (νόμος μετατόπισης Wien)

*Μέλαν σώμα είναι το “ιδεατό” σώμα που απορροφά όλη την προσπίπτουσα πάνω του ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, και εκπέμπει ακτινοβολία σε όλα τα μήκη κύματος.

http://ebooks.edu.gr/ebooks/v/pdf/8547/2554/22-0183-02_Fysiki_G-Lykeiou-ThSp-SpYg-Vivlio-Mathiti-T3/

Μια προσομοίωση του φάσματος μέλανος σώματος από το Πανεπιστήμιο του Colorado:

https://phet.colorado.edu/sims/html/blackbody-spectrum/latest/blackbody-spectrum_el.html

Αλλαγή μεγέθους γραμματοσειράς
Αντίθεση
Μετάβαση σε γραμμή εργαλείων