Ključna razlika – črno telo proti sivemu telesu
Pojme črno telo, belo telo in sivo telo obravnavamo v zvezi z absorpcijo, emisijo ali odbojem sevanja različnih snovi. Črno telo je idealizirano fizično telo (objekt), ki lahko absorbira vse vpadno elektromagnetno sevanje. Sivo telo je telo (objekt), ki oddaja sevanje pri vsaki valovni dolžini v stalnem razmerju manjšem od enote glede na sevanje črnega telesa pri enakih temperaturah. Ključna razlika med črnim in sivim telesom je v tem, da je črno telo idealno fizično telo, medtem ko je sivo telo neidealno fizično telo.
Kaj je Black Body?
Črno telo je idealizirano fizično telo (objekt), ki lahko absorbira vso vpadno elektromagnetno sevanje. Ta absorpcija se pojavi glede na frekvenco in vpadni kot sevanja. To pomeni, da je absorpcija sevanja črnega telesa neodvisna od smeri, iz katere prihaja sevanje, in valovne dolžine sevanja. Črno telo je neodsevno telo. Nasprotno pa je belo telo fizično telo (predmet), ki ima hrapavo površino, ki odbija vse vpadno elektromagnetno sevanje. Odsev je popoln in enoten odsev v vse smeri.
Črno telo, ki ima konstantno temperaturo, lahko oddaja absorbirano elektromagnetno sevanje. Zato je popoln absorber in popoln emiter. To oddano sevanje je znano kot sevanje črnega telesa. Sevanje črnega telesa nastane z določenim spektrom in specifično intenzivnostjo pri določeni temperaturi.
Sevanje, ki ga oddaja črno telo, je podrejeno Planckovemu zakonu. Planckov zakon pravi, da je spekter črnega telesa določen le s temperaturo črnega telesa, ne pa z obliko ali sestavo črnega telesa. Črno telo, ki je pri konstantni temperaturi (v toplotnem ravnovesju), ima naslednje značilne lastnosti.
- Črno telo je idealen sevalec – oddaja sevanje na vseh možnih frekvencah, ki jih lahko oddaja telo pri enaki temperaturi
- Črno telo je difuzni oddajnik – oddaja enako frekvenco v vse smeri (izotropno sevanje).
Slika 01: Krivulje črnega telesa Plancka za različne temperature
Uresničitev črnega telesa je realna utelešenje koncepta črnih teles. Z drugimi besedami, realizacija črnega telesa daje primere, ko se črno telo pojavlja v resničnem svetu (ker je črno telo idealen koncept). Spodaj je navedenih nekaj primerov:
- Zvezdice
- Planeti
- Črne luknje
Kaj je sivo telo?
Sivo telo je telo (objekt), ki oddaja sevanje pri vsaki valovni dolžini v konstantnem razmerju manjšem od enote glede na sevanje črnega telesa pri enakih temperaturah. Sivo telo je fizično telo, katerega absorpcijska sposobnost površine se ne spreminja s spremembo temperature in valovne dolžine vpadnega sevanja.
Za razliko od črnega telesa je sivo telo neidealni oddajnik ali nepopoln sevalnik. To je zato, ker lahko sivo telo absorbira nekaj energije, ki jo prejme, in lahko tudi odbije del energije. Sivo telo oddaja le del sevanja, ki ga absorbira. Sivo telo velja za neprozoren predmet.
Kakšna je podobnost med črnim telesom in sivim telesom?
Tako črno telo kot sivo telo sta predmeta, ki lahko absorbirata in oddajata sevanje
Kakšna je razlika med črnim telesom in sivim telesom?
Črno telo proti sivemu telesu |
|
| Črno telo je idealizirano fizično telo (objekt), ki lahko absorbira vso vpadno elektromagnetno sevanje | Sivo telo je telo (predmet), ki oddaja sevanje pri vsaki valovni dolžini v konstantnem razmerju, manjšem od enote, glede na sevanje črnega telesa pri enakih temperaturah. |
| Načelo | |
| Črno telo je idealno fizično telo. | Sivo telo je neidealno fizično telo. |
| Absorpcija | |
| Črno telo lahko absorbira vse vpadno elektromagnetno sevanje. | Sivo telo prevzame nekaj vpadnega sevanja. |
| Emisija | |
| Črno telo lahko oddaja sevanje v vseh možnih frekvencah, kot jih lahko oddaja telo pri enaki temperaturi, in oddaja enako frekvenco v vse smeri. | Sivo telo lahko oddaja del absorbiranega sevanja. |
Povzetek – črno telo proti sivemu telesu
Črno telo je idealno fizično telo, ki lahko absorbira vse vpadno sevanje in izotropno oddaja sevanje v vse možne smeri. Sivo telo je neidealen objekt, ki lahko absorbira nekaj vpadnega sevanja in oddaja le del sevanja. Razlika med črnim in sivim telesom je v tem, da je črno telo idealno fizično telo, medtem ko je sivo telo neidealno fizično telo.
