Vad är Blackbody Radiation?

Svartkroppsstrålning är den termiska strålning som emitteras från, snarare än reflekteras av, ett föremål. Fysiskt sett blandas svartkroppsstrålning alltid med reflekterad strålning, eftersom alla verkliga objekt reflekterar en del av de elektromagnetiska vågorna de tar emot. Icke desto mindre skulle en hypotetisk svart kropp sända ut strålning endast beroende på dess temperatur. Heta svarta kroppar skulle avge väsentligt inom det synliga området av ljus och skulle därför vara synliga för människor. Coola svarta kroppar skulle sända ut huvudsakligen i det infraröda området, vilket gör dem osynliga för det mänskliga ögat.

En svart kropp är ett föremål som absorberar all inkommande elektromagnetisk strålning. Ingen infallande strålning reflekteras av kroppens yta. Svarta kroppar finns inte i den fysiska världen; de är idealiserade objekt som används för konceptuella och teoretiska syften. Verkliga kroppar reflekterar alltid en del av inkommande strålning, även om denna mängd kan variera. Svarta kroppar är namngivna som sådana eftersom de, efter att inte ha reflekterat några infallande ljusvågor, skulle se svarta ut när de är kalla.

Alla föremål, inklusive svarta kroppar, avger en mängd värmestrålning som är beroende av föremålets temperatur. Faktum är att denna mängd är proportionell mot ett objekts absoluta temperatur till fjärde potensen. Fördubbling av ett objekts absoluta temperatur – till exempel att vända en ugn från rumstemperatur till cirka 600 ° Fahrenheit (315 ° Celsius) – kommer att resultera i 16 gånger så mycket värmestrålning. Den totala mängden värmestrålning ökar därför drastiskt med högre temperaturer.

Vid temperaturer under cirka 900°F (482°C), finns den mesta strålningen av svartkroppar i den infraröda delen av det elektromagnetiska spektrumet. Våglängderna för denna strålning ligger utanför intervallet för mänsklig visuell perception, vilket förklarar varför människor inte kan se rumstemperaturföremål under natten. Mycket heta föremål börjar emellertid avge avsevärt inom det synliga området av ljus. Detta förklarar varför människor kan se brinnande ved eller en avlägsen stjärna under natten. Ljuset från dessa heta föremål reflekteras inte i första hand från andra källor, så det är strålning från svartkroppar.

Som nämnts reflekterar verkliga objekt alltid en del av det infallande ljuset de tar emot. Individer tolkar detta reflekterade ljus som att de kan ”se” ett föremål; människor kan se coola föremål eftersom de reflekterar svartkroppsstrålningen från hetare föremål. Oavsett om de synliga ljusvågorna kommer från solen eller en glödlampa, når de våra ögon först efter att ha studsat mot ett kallt föremål. Utan denna ursprungliga svartkroppsstrålning skulle coola föremål framstå som svarta – vilket är precis vad individer märker på natten utan några heta föremål i sikte. Om människor kunde se i infraröd, skulle de kunna se även rumstemperaturföremål.