Kľúčový rozdiel – čierne telo a šedé telo
Pojmy čierne teleso, biele teleso a sivé teleso sú diskutované v súvislosti s absorpciou, emisiou alebo odrazom žiarenia rôznymi látkami. Čierne telo je idealizované fyzické telo (objekt), ktoré dokáže absorbovať všetko dopadajúce elektromagnetické žiarenie. Sivé teleso je teleso (objekt), ktoré vyžaruje žiarenie pri každej vlnovej dĺžke v konštantnom pomere menšom ako jedna k tomu, ktoré vyžaruje čierne teleso pri rovnakých teplotách. Kľúčový rozdiel medzi čiernym telom a šedým telom je v tom, že čierne telo je ideálne fyzické telo, zatiaľ čo sivé telo je neideálne fyzické telo.
Čo je čierne telo?
Čierne telo je idealizované fyzické telo (objekt), ktoré dokáže absorbovať všetko dopadajúce elektromagnetické žiarenie. K tejto absorpcii dochádza vzhľadom na frekvenciu a uhol dopadu žiarenia. To znamená, že absorpcia žiarenia čiernym telesom je nezávislá od smeru, z ktorého žiarenie prichádza, a od vlnovej dĺžky žiarenia. Čierne teleso je nereflexné teleso. Naproti tomu biele teleso je fyzické telo (predmet), ktoré má drsný povrch, ktorý odráža všetko dopadajúce elektromagnetické žiarenie. Odraz je úplný a jednotný odraz do všetkých smerov.
Čierne teleso, ktoré má konštantnú teplotu, môže vyžarovať absorbované elektromagnetické žiarenie. Preto je dokonalým absorbérom a dokonalým žiaričom. Toto emitované žiarenie je známe ako žiarenie čierneho telesa. Vyžarovanie čierneho telesa poskytuje špecifické spektrum a špecifické intenzity pri danej teplote.
Žiarenie vyžarované čiernym telesom sa riadi Planckovým zákonom. Planckov zákon hovorí, že spektrum čierneho telesa je určené iba teplotou čierneho telesa, nie tvarom alebo zložením čierneho telesa. Čierne teleso, ktoré má konštantnú teplotu (v tepelnej rovnováhe), má nasledujúce charakteristické vlastnosti.
- Čierne teleso je ideálny žiarič – vyžaruje žiarenie na každej možnej frekvencii, ktorú môže vyžarovať teleso pri rovnakej teplote
- Čierne teleso je difúzny žiarič – vyžaruje rovnakú frekvenciu v každom smere (izotropné žiarenie).
Obrázok 01: Planckove krivky čierneho tela pre rôzne teploty
Realizácia čierneho tela je skutočným stelesnením konceptu čiernych telies. Inými slovami, realizácia čierneho telesa dáva príklady čiernych telies vyskytujúcich sa v reálnom svete (keďže čierne teleso je ideálny koncept). Niektoré príklady sú uvedené nižšie:
- Hviezdičky
- Planéty
- Čierne diery
Čo je sivé telo?
Sivé teleso je teleso (objekt), ktoré vyžaruje žiarenie každej vlnovej dĺžky v konštantnom pomere menšom ako jedna k tomu, ktoré vyžaruje čierne teleso pri rovnakých teplotách. Sivé telo je fyzické telo, ktorého pohltivosť povrchu sa nemení so zmenami teploty a vlnovej dĺžky dopadajúceho žiarenia.
Sivé telo je na rozdiel od čierneho telesa neideálny žiarič alebo nedokonalý žiarič. Je to preto, že sivé telo môže absorbovať časť energie, ktorú prijíma, a tiež môže časť energie odrážať. Sivé teleso vyžaruje len časť žiarenia, ktoré absorbuje. Sivé telo sa považuje za nepriehľadný objekt.
Aká je podobnosť medzi čiernym telom a sivým telom?
Čierne telo aj sivé telo sú objekty, ktoré dokážu absorbovať a vyžarovať žiarenie
Aký je rozdiel medzi čiernym telom a sivým telom?
Čierne telo verzus šedé telo |
|
| Čierne telo je idealizované fyzické telo (objekt), ktoré dokáže absorbovať všetko dopadajúce elektromagnetické žiarenie | Sivé teleso je teleso (objekt), ktoré vyžaruje žiarenie každej vlnovej dĺžky v konštantnom pomere menšom ako jednota k tomu, ktoré vyžaruje čierne teleso pri rovnakých teplotách. |
| Princíp | |
| Čierne telo je ideálne fyzické telo. | Sivé telo nie je ideálne fyzické telo. |
| Absorpcia | |
| Čierne teleso dokáže absorbovať všetko dopadajúce elektromagnetické žiarenie. | Sivé telo môže časť dopadajúceho žiarenia. |
| Emisie | |
| Čierne teleso môže vyžarovať žiarenie v každej možnej frekvencii, ktorú môže vyžarovať teleso s rovnakou teplotou a vysiela rovnakú frekvenciu v každom smere. | Sivé telo môže vyžarovať časť absorbovaného žiarenia. |
Zhrnutie – čierne telo verzus šedé telo
Čierne telo je ideálne fyzické telo, ktoré dokáže absorbovať všetko dopadajúce žiarenie a izotropne vyžarovať žiarenie do všetkých možných smerov. Sivé teleso je neideálny objekt, ktorý dokáže pohltiť časť dopadajúceho žiarenia a vyžarovať len časť žiarenia. Rozdiel medzi čiernym telom a sivým telom je ten, že čierne telo je ideálne fyzické telo, zatiaľ čo sivé telo je neideálne fyzické telo.
