Kaj je sevanje črnega telesa?

Sevanje črnega telesa je toplotno sevanje, ki ga oddaja predmet in ne odbija. Fizično je sevanje črnega telesa vedno pomešano z odbitim sevanjem, ker vsi predmeti v resničnem svetu odsevajo nekatere elektromagnetne valove, ki jih prejmejo. Kljub temu bi hipotetično črno telo oddajalo sevanje, odvisno samo od njegove temperature. Vroča črna telesa bi oddajala precej v vidnem območju svetlobe in bi bila zato vidna ljudem. Hladna črna telesa bi oddajala predvsem v infrardečem območju, zaradi česar bi bila človeškemu očesu nevidna.

Črno telo je predmet, ki absorbira vso dohodno elektromagnetno sevanje. Nobeno vpadno sevanje se ne odbija od površine telesa. Črna telesa ne obstajajo v fizičnem svetu; so idealizirani objekti, ki se uporabljajo v konceptualne in teoretične namene. Tela v resničnem svetu vedno odražajo določen del vhodnega sevanja, čeprav se ta količina lahko razlikuje. Črna telesa so poimenovana kot taka, ker ne odbijajo vpadnih svetlobnih valov, bi bila mrzla videti črna.

Vsi predmeti, vključno s črnimi telesi, oddajajo količino toplotnega sevanja, ki je odvisna od temperature predmeta. Pravzaprav je ta količina sorazmerna z absolutno temperaturo predmeta na četrto potenco. Podvojitev absolutne temperature predmeta – na primer, če pečico obrnete s sobne temperature na približno 600 ° Fahrenheita (315 ° Celzija) – bo povzročilo 16-krat več toplotnega sevanja. Skupna količina toplotnega sevanja se torej z višjimi temperaturami drastično poveča.

Pri temperaturah pod približno 900°F (482°C) je večina sevanja črnega telesa v infrardečem delu elektromagnetnega spektra. Valovne dolžine tega sevanja so izven območja za človeško vizualno zaznavanje, kar pojasnjuje, zakaj ljudje ponoči ne morejo videti predmetov pri sobni temperaturi. Zelo vroči predmeti pa začnejo oddajati precej v vidnem območju svetlobe. To pojasnjuje, zakaj lahko ljudje ponoči vidijo goreči les ali oddaljeno zvezdo. Svetloba teh vročih predmetov se primarno ne odbija od drugih virov, zato gre za sevanje črnega telesa.

Kot že omenjeno, predmeti v resničnem svetu vedno odsevajo del vpadne svetlobe, ki jo prejmejo. Posamezniki to odbito svetlobo razlagajo kot možnost »videti« predmet; ljudje lahko vidijo hladne predmete, ker odsevajo sevanje črnega telesa bolj vročih predmetov. Ne glede na to, ali vidni svetlobni valovi prihajajo od sonca ali žarnice, dosežejo naše oči šele, ko se odbijejo od hladnega predmeta. Brez tega prvotnega sevanja črnega telesa bi bili hladni predmeti videti črni – kar posamezniki opazijo ponoči brez vidnih vročih predmetov. Če bi ljudje lahko videli v infrardeči svetlobi, bi lahko videli celo predmete pri sobni temperaturi.