קרינת גוף שחור

[Bonjaga]

קרינת גוף שחור

שלום. אני תלמיד כתה י"ב, ואני עושה פרויקט של 2 י"ל על קרינת גוף שחור. לא מצאתי הרבה חומר על הנושא, ואשמח אם תוכלו להפנות אותי למקומות עם חומר על הנושא. תודה רבה.

 

[2_be]

קרינת גוף שחור

ראשית, ברוך הבא לפורום

שנית, אם תערוך חיפוש בגוגל כמו זה לדוגמא תמצא קישורים רבים בעברית. בנוסף כאן יש לך הפניות נוספות לקישורים רלוונטיים באנגלית. כמובן שגם כתיבת בגוגל של מונח באנגלית תניב תוצאות רבות כמו אלה. בהצלחה!

 

[voguemaster]

הסבר קצר:

לקוח מתוך הדו"ח המסכם שלי

: "כל החומרים בטבע הנמצאים בטמפ' שמעל האפס המוחלט פולטים קרינה אלקטרומגנטית, כמו כן לכל חומר יש יכולת קליטת קרינה דומה. בכדי להבין את הדרך שבה חומרים קולטים ופולטים קרינה אנו זקוקים למודל שלא יתחשב בסוג החומר וצורתו הגיאומטרית של הגוף, למען הפשטות. לשם כך הוגדר המושג "גוף שחור". ללא קשר לצבעו האמיתי, גוף שחור הוא גוף בעל יכולת קליטת קרינה מושלמת - בולע את כל הקרינה המגיעה אליו, בכל אורכי הגל וגם יכול לפלוט קרינה אלקטרומגנטית בכל אורכי הגל. בכדי להבין את ספקטרום הפליטה של גוף שחור השתמשו במספר ניסויים באנלוגיה בעזרת גז. למעשה, ההנחה היא שחור קטן בתוך תיבה מחוממת בצורה אחידה יפלוט קרינה כאילו הוא גוף שחור, זאת מפני שקרינה שנכנסת דרך החור לא תצא ממנו חזרה, בסבירות כמעט ודאית - וע"י כך אנו מקבלים את התכונות הרצויות של גוף שחור. בניסוי שערכו ריילי וג'ינס, הסברה הייתה שהיות והמטענים בחומר מתנודדים כתוצאה מהטמפ' הגבוהה, ישנה פליטה של קרינה אלקטרומגנטית. זהו ההסבר הקלאסי שבו הם השתמשו בכדי לנסות להסביר את ספקטרום הקרינה של גוף שחור (שכמובן שדרוש הסבר קוונטי בכדי להסביר את התופעה). ריילי וג'ינס חישבו את דרגות החופש שבהן יכולים המטענים להתנודד וע"י כך ניסו לחשב את התפלגות אופני התנודה של הגלים העומדים שנוצרים בתוך התנור. כמובן שהנחתם שההתפלגות רציפה הייתה מוטעית כפי שמקס פלאנק הראה מאוחר יותר. תוצאות החישובים שלהם תאמו את ספקטרום הקרינה עבור תדירויות נמוכות אך ככל שהתדירות הלכה וגדלה הסתבר שישנם יותר ויותר אופני תנודה ודרגות חופש, דבר שמשמעותו פליטה גדולה יותר של קרינה בתחום האור הכחול והאולטרא סגול. למעשה, הם גילו שספקטרום הקרינה המבוסס על המודל שלהם נותן בסיכומו של עניין אנרגיה אינסופית אם מנסים לסכם את התרומות של כל התדירויות. הרעיון של פלאנק היה בכך שהוא חשב על האפשרות שהאוסילטורים (המטענים) שבקירות של התנור לא יכולים להתנודד באופן רציף בכל רמת אנרגיה אלא שיש להם אילוץ מסוים, ספציפית שעוצמת הפליטה שלהם חייבת להיות כפולה שלמה של מנה קטנה יותר שלה הוא קרא קוונטה. פלאנק הביא נוסחא שמסתבר שתאמה את תוצאות הניסויים עבור גוף שחור בטמפ' נמוכות וגבוהות גם יחד, אם כי לא היה לו צידוק אמיתי ללמה זו הנוסחא הנכונה. רק מאוחר יותר כאשר התפתחה תורת הקוונטים קצת היה אפשר להסביר את הנוסחא שפלאנק הביא. מטרות הניסוי הכרת התיאוריה שעומדת מאחורי תופעת קרינת גוף שחור ובדיקתה בניסוי. לניסוי שני חלקים. בחלק א' מודדים את ספקטרום הקרינה הנפלטת מנורת להט, כפונקציה של אורך הגל עבור שני הספקים. בחלק ב' אנו מדמים גוף שחור ע"י תנור המחומם לטמפ' גבוהות."

 

[bralon1]

....

"כל החומרים בטבע הנמצאים בטמפ' שמעל האפס המוחלט פולטים קרינה אלקטרומגנטית" או במילים אחרות כל חומר פולט קרינה אלקטרומגנטית. (אני אומר כי ידוע לי שלא ניתן להגיע לטמפ' של האפס המוחלט).

 

[Bonjaga]

תודה רבה לכולכם

עזרתם לי מאוד

 

[voguemaster]

כמובן

זה כ"כ בסיסי שלא מציינים את זה בכלל

 

[atheist22]

הקשר בין צבע הגוף לבין פליטת קרינה

פעם, לפני שנים רבות, לא ידעתי כי הקשר קיים. חשבתי על איזושהי מערכת שבה ניתן היה להעלות את הטמפרטורה של גוף חם על חשבון גוף קר בלי להשקיע אנרגיה מבחוץ. זה כמובן נוגד את החוק השני של התרמודינמיקה והגעתי לפרדוקס. אז ברור היה שאחת מההנחות שהנחתי הייתה שגויה. עברתי על ההנחות והגעתי למסקנה כי ההנחה השגויה הייתה שמראה פולטת קרינה בדיוק כמו משטח שחור. מתוך הפרדוקס אפשר היה לקבל את הקשר בין קליטת קרינה לפליטת קרינה. כך ניסויים מחשבתיים שמביאים לפרדוקסים יכולים להיות כלי מאוד שימושי בפיזיקה.