Przeskocz do treści

Delta mi!

Drobiazgi

O tym, czego nie ma

Ciało doskonale czarne

Jan Kalinowski

o artykule ...

  • Publikacja w Delcie: kwiecień 1996
  • Publikacja elektroniczna: 20-03-2011

Ciała doskonale czarnego (c.d.cz.) nie ma. Każde bowiem ciało w jakimś stopniu odbija padające na nie promieniowanie, natomiast według definicji, c.d.cz. niezależnie od swojej temperatury, powinno całkowicie pochłaniać padające na nie promieniowanie i to bez względu na jego skład widmowy. Dlaczego więc posługujemy się tym pojęciem?

obrazek

Otóż promieniowanie c.d.cz., tzn. jego natężenie i rozkład widmowy, zależy jedynie od temperatury tego ciała i może być obliczone teoretycznie, dzięki czemu pojęcie to ma szczególne znaczenie w teorii promieniowania.

Własności c.d.cz. najlepiej przybliża duża wnęka z małym otworkiem i wewnętrznymi ściankami, które mają taką samą temperaturę, nie przepuszczają promieniowania i częściowo je pochłaniają. Promieniowanie padające na otwór wnęki doznaje wewnątrz niej wielokrotnego odbicia i zostaje prawie całkowicie pochłonięte. Jeśli ścianki wnęki mają wysoką temperaturę (np. temperaturę wnętrza pieca), to promieniowanie wychodzące przez otwór z dobrą dokładnością ma charakterystyki zbliżone do promieniowania c.d.cz. – w szczególności nie zależą one od materiału, z jakiego jest wykonana wnęka.

W przyrodzie istnieje jednak promieniowanie, które prawie idealnie pasuje do c.d.cz. Pomiary wykonane w ciągu ostatnich kilku lat przez satelitę COBE wykazały, że tzw. promieniowanie reliktowe, wypełniające cały Wszechświat promieniowanie elektromagnetyczne nie pochodzące od gwiazd, galaktyk czy też materii rozproszonej, z dokładnością rzędu math zgadza się z promieniowaniem c.d.cz. o temperaturze 2,73 K. Jest ono pozostałością po Wielkim Wybuchu. Na szczęście zaobserwowane odstępstwa widma promieniowania reliktowego od promieniowania c.d.cz. na poziomie math pozwalają na wyjaśnienie pochodzenia galaktyk i gwiazd w teorii Wielkiego Wybuchu.