Ce este radiația de corp negru?

În fizică, un corp negru este un obiect care absoarbe toată radiația electromagnetică, fiind pur nereflexiv și opac. În consecință, culoarea sa este dictată doar de temperatură. Diferite temperaturi ridică atomii la diferite intensități, care corespund lungimilor de undă respective ale radiației electromagnetice produse. Corpurile negre și problemele din jurul radiațiilor lor sunt renumite în special pentru rolul lor în formularea mecanicii cuantice la începutul secolului al XX-lea.

Radiația corpului negru este uneori numită și radiație cavită, deoarece într-un laborator, cea mai apropiată aproximare a unui corp negru este o gaură mică conectată la o cavitate mai mare. Deoarece orice lumină care intră trebuie să sară în interiorul cavității de mai multe ori pentru ca aceasta să fie reflectată înapoi, timp în care este aproape sigur că va fi absorbită, gaura din cavitate aproximează bine criteriile de nereflexivitate pentru corpurile negre. Potrivit lui Gustav Kirchhoff, fizicianul care a introdus termenii „corp negru” și „radiație a corpului negru” în 1860, spectrul emanat din ansamblu va depinde doar de temperatura cavității și deloc de materialele particulare care sunt încălzite. .

Pe măsură ce temperatura unui corp negru crește, acesta emite radiații electromagnetice la intensități mai mari și lungimi de undă mai scurte. În jurul valorii de 1000 K (Kelvin, la fel ca Celsius, dar 0 este zero absolut, –273.15 °C), radiația corpului negru este roșie, de la 2000 K la 4000 K, radiația este portocalie, apoi începe să devină albă la temperaturi de peste 4000 K. K, la care toate substanțele tipice sunt sub formă lichidă.

În lumea reală, cea mai apropiată aproximare a radiației corpului negru este fundalul cosmic cu microunde, „ecoul” Big Bang-ului. Găurile negre pot fi descrise ca corpuri negre și Stephen Hawking a fost cel care a descoperit că emit propria lor radiație de corp negru – care a fost numită radiație Hawking în onoarea sa.

Încercările de a caracteriza spectrul de emisii ale radiațiilor corpului negru i-au determinat pe oameni de știință precum Planck și Einstein să sugereze că radiația electromagnetică este cuantificată, ceea ce a dus în cele din urmă la revoluția mecanicii cuantice.