logotype

Что такое абсолютно черное тело

Что такое абсолютно черное тело

Абсолютно черное тело - это физический объект, от поверхности которого не отражается ни одна электромагнитная волна в любом спектре при различных температурах. Таким образом коэффициент, то есть отношение поглощенной энергии к упавшему излучению равно 1. Для определения данного показателя используют специальный прибор - фотометр.

Несмотря на то, что абсолютно черное тело поглощает любые лучи, оно само может источать электромагнитные волны. Диапазон изменяется за счет понижения или снижения температуры объекта.  Данное название было впервые использовано в 1862 году Густавом Кирхгофом. Примерно в то же время была обоснована важность изучения абсолютно черного тела для развития термодинамики.

Примеры в природе

Самым простым аналогом данного объекта является сажа. Она поглощает до 99% излучения видимого спектра, хотя инфракрасные волны отражаются гораздо сильнее. Наиболее черным синтетическим веществом считается Vantablack. Его изобрели в 2014 году. Субстанция состоит из параллельно направленных нанотрубок из углерода. Она поглощает до 99.65% излучения в видимом спектре, а также инфракрасных, микро- и радиоволн. Среди небесных тел нашей системы больше всего похожим на данный объект является Солнце.

Практическая модель

В реальных условиях не бывает тел, которые не отражали бы ни единой волны. Черная дыра не выпускает попавшее в нее излучение любого спектра, но температуру при этом невозможно проконтролировать. Поэтому ученые в своих опытах используют специальную модель. Она представляет собой затемненную емкость с отверстием. Ее стенки имеют стабильную температуру. Когда свет попадает на объект, он отражается от граней, пока полностью не поглотится поверхностью. В лабораторных условиях используются фотометры, например, В 1200, без этого оборудования провести опыт невозможно.

Устройство позволяет разглядеть слабейшее излучение, которое появляется при нагревании емкости. Эти волны описываются законами Вина, Рэлея — Джинса, Планка и Стефана — Больцмана.