Абсолютно черное тело

Абсолютно чёрное тело — физическая абстракция, применяемая  в термодинамике, тело, поглощающее  всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах и ничего не отражающее. Несмотря на название, абсолютно чёрное тело само может испускать электромагнитное излучение любой частоты и визуально иметь цвет. Спектр излучения абсолютно чёрного тела определяется только его температурой.

Наиболее чёрные реальные вещества, например, сажа, поглощают  до 99 % падающего излучения (т. е. имеют  альбедо, равное 0,01) в видимом диапазоне  длин волн, однако инфракрасное излучение  поглощается ими значительно  хуже. Среди тел Солнечной системы свойствами абсолютно чёрного тела в наибольшей степени обладает Солнце. Термин был введён Густавом Кирхгофом в 1862.

****** нарисовать  модель тела.******

Модель абсолютно  черного тела

Абсолютно чёрных тел в природе не существует, поэтому в физике для экспериментов используется модель. Она представляет из себя замкнутую полость с небольшим отверстием. Свет, попадающий внутрь сквозь это отверстие, после многократных отражений будет полностью поглощён, и отверстие снаружи будет выглядеть совершенно чёрным. Но при нагревании этой полости у неё появится собственное видимое излучение.

Первый закон  излучения Вина

В 1893 году Вильгельм  Вин.

Первая формула  Вина справедлива для всех частот. Любая более конкретная формула (например, закон Планка) должна удовлетворять первой формуле Вина.

Второй закон  излучения Вина

В 1896 году Вин  на основе дополнительных предположений  вывел второй закон:

вторая формула  Вина справедлива лишь в пределе  высоких частот (малых длин волн). Она является частным конкретным случаем первого закона Вина.

Закон Релея  — Джинса

Попытка описать  излучение абсолютно чёрного  тела исходя из классических принципов  термодинамики и электродинамики  приводит к закону Релея — Джинса:

На практике такой закон означал бы невозможность  термодинамического равновесия между веществом и излучением, поскольку согласно ему вся тепловая энергия должна была бы перейти в энергию излучения коротковолновой области спектра. Такое гипотетическое явление было названо ультрафиолетовой катастрофой.

Закон Планка определяет Интенсивность излучения абсолютно чёрного тела в зависимости от температуры и частоты

Закон Стефана  — Больцмана определяет общую энергию теплового излучения определяется законом

Длина волны, при  которой энергия излучения абсолютно  чёрного тела максимальна, определяется законом смещения Вина:

Так, если считать  в первом приближении, что кожа человека близка по свойствам к абсолютно  чёрному телу, то максимум спектра  излучения при температуре 36°C (309 К) лежит на длине волны 9400 нм (в  инфракрасной области спектра).