Абсолютное чёрное тело. Тело которое поглощает.

Термин абсолютное черное тело было введено в 1862 году Густавом Кирхгофом. Это объект, который полностью поглощает падающее на него электромагнитное излучение любой частоты и при этом ничего не отражает. Почти идеальна его модель – это замкнутая непроницаемая полость с очень маленьким отверстием.(Рис 1.1) Ø Теоретическая проблема Когда тело поглощает энергию, оно начинает нагреваться и само начинает излучать. Классическая термодинамика утверждает, что спектральные характеристики излучения абсолютного черного тела определяются исключительно температурой тела и совершенно не зависят от вещества его стенок.

Абсолютно чёрных тел в природе не существует (чёрная дыра поглощает всё падающее излучение, но её температуру невозможно контролировать), поэтому в физике для экспериментов используется модель. Она представляет собой непрозрачную замкнутую полость с небольшим отверстием, стенки которой имеют одинаковую температуру. Свет, попадающий внутрь сквозь это отверстие, после многократных отражений будет полностью поглощён, и отверстие снаружи будет выглядеть совершенно чёрным.

Рис. 1.1

Но попытки физиков найти универсальную формулу для так называемой спектральной функции во всём диапазоне частот
закончились неудачей. Вычисления, основанные на принципе равномерного распределения энергии по степеням свободы, приводят к формуле Рэлея – Джинса. При малых частотах она даёт приемлемые результаты, но при больших возникает, как по меткому выражению Пауля Эренфеста “ультрафиолетовая катастрофа”: энергия излучения обращается в бесконечность. Немецкий физик Вильгельм Вин попытался решить эту проблему. Исходя из неравномерного распределения энергии по частотам. Однако формулу, которую о
н вывел, хорошо работала при высоких частотах, но была непригодна для низких. В 1900 году Макс Планк сумел интерномеровать предыдущие 2 формулы так, что получил закон излучения абсолютного чёрного тела, отлично работающий во всём диапазоне частот. Для этого он предложил фантастическую с точки зрения классической физики гипотезу:Электромагнитные излучение испускается и поглощается только пропорциями – квантами.E=hv

E- это энергия излучаемая кванта v- частота излучения h- экспериментально определяемая постоянная Планка, значение которой уточняется по мере совершенствования измерений.