ძირითადი სხვაობა – შავი სხეული და ნაცრისფერი სხეული
ტერმინები შავი სხეული, თეთრი სხეული და ნაცრისფერი სხეული განხილულია სხვადასხვა ნივთიერების მიერ რადიაციის შთანთქმის, გამოსხივების ან ასახვის შესახებ. შავი სხეული არის იდეალიზებული ფიზიკური სხეული (ობიექტი), რომელსაც შეუძლია შთანთქას ყველა მოხვედრილი ელექტრომაგნიტური გამოსხივება. ნაცრისფერი სხეული არის სხეული (ობიექტი), რომელიც ასხივებს გამოსხივებას თითოეულ ტალღის სიგრძეზე მუდმივი თანაფარდობით ნაკლები, ვიდრე შავი სხეულის მიერ გამოსხივებული იმავე ტემპერატურაზე. მთავარი განსხვავება შავ სხეულსა და ნაცრისფერ სხეულს შორის არის ის, რომ შავი სხეული იდეალური ფიზიკური სხეულია, ხოლო ნაცრისფერი სხეული არის არაიდეალური ფიზიკური სხეული.
რა არის შავი სხეული?
შავი სხეული არის იდეალიზებული ფიზიკური სხეული (ობიექტი), რომელსაც შეუძლია შთანთქას ყველა მოხვედრილი ელექტრომაგნიტური გამოსხივება. ეს შთანთქმა ხდება რადიაციის სიხშირისა და დაცემის კუთხის მიხედვით. ეს ნიშნავს, რომ შავი სხეულის მიერ რადიაციის შთანთქმა დამოუკიდებელია მიმართულებიდან, საიდანაც მოდის რადიაცია და რადიაციის ტალღის სიგრძე. შავი სხეული არის არაამრეკლე სხეული. ამის საპირისპიროდ, თეთრი სხეული არის ფიზიკური სხეული (ობიექტი), რომელსაც აქვს უხეში ზედაპირი, რომელიც ასახავს მთელ მოხვედრილ ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებას. ანარეკლი არის სრული და ერთგვაროვანი ასახვა ყველა მიმართულებით.
შავ სხეულს, რომელიც მუდმივ ტემპერატურაზეა, შეუძლია ასხივოს შთანთქმული ელექტრომაგნიტური გამოსხივება. აქედან გამომდინარე, ის არის სრულყოფილი შთამნთქმელი და სრულყოფილი გამოსხივება. ეს გამოსხივებული გამოსხივება ცნობილია როგორც შავი სხეულის გამოსხივება. შავი სხეულის გამოსხივება წარმოიქმნება სპეციფიკურ სპექტრს და სპეციფიკურ ინტენსივობას მოცემულ ტემპერატურაზე.
შავი სხეულის მიერ გამოსხივებული გამოსხივება ემორჩილება პლანკის კანონს. პლანკის კანონი ამბობს, რომ შავი სხეულის სპექტრი განისაზღვრება მხოლოდ შავი სხეულის ტემპერატურით და არა შავი სხეულის ფორმის ან შემადგენლობით. შავ სხეულს, რომელიც იმყოფება მუდმივ ტემპერატურაზე (თერმული წონასწორობის დროს) აქვს შემდეგი დამახასიათებელი თვისებები.
- შავი სხეული იდეალური ემიტერია - ის ასხივებს რადიაციას ყველა შესაძლო სიხშირით, რომელსაც შეუძლია იმავე ტემპერატურის მქონე სხეულმა
- შავი სხეული არის დიფუზური ემიტერი - ის ასხივებს ერთსა და იმავე სიხშირეს ყველა მიმართულებით (იზოტროპული გამოსხივება).
სურათი 01: პლანკის შავი სხეულის მრუდები სხვადასხვა ტემპერატურისთვის
შავი სხეულის რეალიზაცია არის შავი სხეულების კონცეფციის რეალური სამყაროს განსახიერება. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, შავი სხეულის რეალიზაცია იძლევა მაგალითებს შავი სხეულების რეალურ სამყაროში (რადგან შავი სხეული იდეალური კონცეფციაა). რამდენიმე მაგალითი მოცემულია ქვემოთ:
- ვარსკვლავები
- პლანეტები
- შავი ხვრელები
რა არის ნაცრისფერი სხეული?
ნაცრისფერი სხეული არის სხეული (ობიექტი), რომელიც ასხივებს გამოსხივებას თითოეულ ტალღის სიგრძეზე მუდმივი თანაფარდობით, ვიდრე ერთიანობაზე ნაკლები, ვიდრე შავი სხეულის მიერ გამოსხივებული იმავე ტემპერატურაზე. ნაცრისფერი სხეული არის ფიზიკური სხეული, რომლის ზედაპირის შთანთქმის უნარი არ იცვლება ტემპერატურისა და ტალღის სიგრძის ცვალებადობის მიხედვით.
შავი კორპუსისგან განსხვავებით, ნაცრისფერი კორპუსი არის არაიდეალური ემიტერი ან არასრულყოფილი რადიატორი. ეს იმიტომ ხდება, რომ ნაცრისფერ სხეულს შეუძლია აითვისოს მიღებული ენერგიის ნაწილი და ასევე შეიძლება აირეკლოს ენერგიის ნაწილი. ნაცრისფერი სხეული ასხივებს რადიაციის მხოლოდ ნაწილს, რომელიც შთანთქავს. ნაცრისფერი სხეული ითვლება გაუმჭვირვალე ობიექტად.
რა მსგავსებაა შავ სხეულსა და ნაცრისფერ სხეულს შორის?
შავი სხეულიც და რუხი სხეულიც არის ობიექტები, რომლებსაც შეუძლიათ შთანთქა და გამოასხივონ რადიაცია
რა განსხვავებაა შავ სხეულსა და ნაცრისფერ სხეულს შორის?
შავი სხეული წინააღმდეგ ნაცრისფერი სხეული |
|
| შავი სხეული არის იდეალიზებული ფიზიკური სხეული (ობიექტი), რომელსაც შეუძლია შთანთქას ყველა მოხვედრილი ელექტრომაგნიტური გამოსხივება | ნაცრისფერი სხეული არის სხეული (ობიექტი), რომელიც ასხივებს რადიაციას თითოეულ ტალღის სიგრძეზე მუდმივი თანაფარდობით ერთიანობაზე ნაკლები, ვიდრე შავი სხეულის მიერ გამოსხივებული იმავე ტემპერატურაზე. |
| პრინციპი | |
| შავი სხეული იდეალური ფიზიკური სხეულია. | რუხი სხეული არაიდეალური ფიზიკური სხეულია. |
| აბსორბცია | |
| შავ სხეულს შეუძლია შთანთქას ყველა მოხვედრილი ელექტრომაგნიტური გამოსხივება. | ნაცრისფერ სხეულს შეუძლია ზოგიერთი ინციდენტის გამოსხივება. |
| ემისია | |
| შავ სხეულს შეუძლია გამოასხივოს რადიაცია ყველა შესაძლო სიხშირით, რომელსაც შეუძლია იმავე ტემპერატურის მქონე სხეულმა გამოსცეს და ის ასხივებს იგივე სიხშირეს ყველა მიმართულებით. | ნაცრისფერ სხეულს შეუძლია გამოყოს შთანთქმის გამოსხივების ნაწილი. |
რეზიუმე – შავი სხეული წინააღმდეგ რუხი სხეული
შავი სხეული იდეალური ფიზიკური სხეულია, რომელსაც შეუძლია შთანთქას ყველა მოხვედრილი გამოსხივება და გამოასხივოს რადიაცია ყველა შესაძლო მიმართულებით იზოტროპულად. ნაცრისფერი სხეული არის არაიდეალური ობიექტი, რომელსაც შეუძლია შთანთქას მოხვედრილი გამოსხივების ნაწილი და გამოასხივოს გამოსხივების მხოლოდ ნაწილი. განსხვავება შავ სხეულსა და ნაცრისფერ სხეულს შორის არის ის, რომ შავი სხეული იდეალური ფიზიკური სხეულია, ხოლო ნაცრისფერი სხეული არის არაიდეალური ფიზიკური სხეული.
