???? ????? ????? ?? ?????

تابش جسم سیاه اجسام با دمای ذیل‌خیس انرژی کمتر و اجسام با دمای فراتر انرژی بیشتری را ساطع می‌نمایند. وقتی که دمای جسمی ارتقا مییابد، ارتفاع موج تابیده گردیده از فروسرخ به قرمز‌رنگ و آن گاه از قرمز‌رنگ به نارنجی رنگ تغییر‌و تحول می‌نماید. دمای جسم تابش‌کننده انتخاب کننده ارتفاع موجی میباشد که در آن انرژی تابیده گردیده بیشینه خواهد معلم خصوصی فیزیک در شیراز بود.

مثلا، دمای سطح خورشید نزدیک به ۵۰۰۰ تا ۶۰۰۰ سکو کلوین میباشد. از این رو، شدت تابش آن در محصور ارتفاع موج‌های ۵۶۰ نانومتر از طیف الکترومغناطیسی بیشتر میباشد. دمای تن آدم در موقعیت معمولی نزدیک به ۳۰۰ کلوین میباشد. بدین ترتیب، شدت تابش آن در محدوده فروسرخ طیف الکترومغناطیسی بیشتر میباشد.

قسمتی از تابش تابیده بر روی جسم جذب و قسمتی از آن منعکس می گردد. در تعادل ترمودینامیکی، نرخ جذب تابش به وسیله جسم موازی با نرخ ساطع شدن تابش به وسیله آن میباشد. یک جاذب ایده‌آل کل تشعشع الکترومغناطیسی تابیده گردیده بر آن را جذب می‌نماید. به اینگونه جسمی، جسم سیاه گفته میشود. جسم سیاه وضعیت ایده‌آلی برای فیزیک میباشد. در واقع هیچ جسم فیزیکی، ۱۰۰ درصد تابش وارداتی را جذب نخواهد کرد. با ساخت‌و‌ساز حفره‌ای خرد در دیواره کاواک (تصویر نماد داده گردیده پیرو) قادر خواهیم بود جسم سیاهی در حدود شرایط ایده‌آل صحیح کنیم.

جسم سیاه در فیزیک کوانتوم
ساخت و ساز حفره‌ای خرد در دیواره کاواک و تابش جسم سیاه
دیواره‌های داخلی کاواک زبر و سیاه می باشند. براین اساس، هر تابشی که از روش حفره خرد وارد کاواک می‌گردد، باطن آن گیر خواهد کرد. در تعادل ترمودینامیکی (در دمای T)، دیواره‌های کاواک هر مقدار تابشی را که جذب کرده‌اند. ساطع خواهند کرد. همینطور، در درون کاواک تشعشع وارداتی به حفره موازی با تابش بیرون گردیده از آن میباشد. طیف تابشی جسم سیاه با استعمال از نظارت فروغ و روشنایی تابیده گردیده از حفره به دست می آید. به امواج الکترومغناطیسی تابیده گردیده از جسم سیاه تابش جسم سیاه گفته می گردد. شدت تابش جسم سیاه به ارتفاع موج تشعشعات ساطع گردیده و دمای جسم سیاه بستگی دارااست.

I
∝
f
(
λ
,
T
)
I∝f(λ,T)

تابع
I
(
λ
,
T
)
I(λ,T)
شدت تابش بر واحد ارتفاع موج میباشد. به ذکر دیگر، این تابع به طور قدرت تابش گردیده بر واحد سطح بر واحد ارتفاع موج تمجید می‌گردد.

نمودار تابش
تابش جسم سیاه
بر پایه ی این تعریف‌و‌تمجید،
I
(
λ
,
T
)
d
λ
I(λ,T)dλ
اقتدار تابش منتشر گردیده بر واحد سطح فی مابین ارتفاع‌ موج‌های
λ
λ
و
λ
+
d
λ
λ+dλ
میباشد. در وضعیت کلی، تابش منتشر گردیده بوسیله مواد متعدد مشابه نمودار تابش جسم سیاه میباشد. تصویر ۱، شدت تابش جسم سیاه بر حسب ارتفاع موج را در دماهای متعدد نماد می دهد. با ارتقاء دمای جسم سیاه، شدت تابش نیز ارتقا یافته میباشد. همینطور، پیک شدت تابش با ارتقا دما به سمت ارتفاع موج‌های کوتاه‌خیس تکان نموده است. پژوهشگران در تست‌های انجام یافته برای بازرسی جسم سیاه، به دو ضابطه اصلی رسیده‌اند:

انتقال وین
ضابطه استفان
مقاله پیشنهادی: جسم سیاه در فیزیک — به گویش بی آلایش
ضابطه انتقال وین
انتقال وین در تصویر ۱ با متصل کردن بیشینه‌های شدت نماد داده گردیده‌است. هر چه جسمی داغ‌خیس باشد (دمای فراتر)، ارتفاع موج شدت بیشینه کوتاه‌خیس خواهد بود. ارتباط ریاضی انتقال وین به طور ذیل نوشته میگردد:

λ
m
a
x
T
=
2.898
×
1
0
−
3
m
K
λ
max

T=2.898×10
−3
mK

در ارتباط فوق
l
a
m
b
d
a
m
a
x
lambda
max

جای شدت بیشینه در نمودار تابش میباشد. به ذکر دیگر،
l
a
m
b
d
a
m
a
x
lambda
max

ارتفاع موجی میباشد که در آن شدت تابش جسم سیاه در دمای خاص، بیشینه خواهد بود. بدین نکته اعتنا نمائید که دما بر حسب کلوین میباشد. با به کار گیری از انتقال وین می توانیم دمای ستارگان دوردست را اندازه بگیریم.

تابش جسم سیاه اجسام با دمای ذیل‌خیس انرژی کمتر و اجسام با دمای فراتر انرژی بیشتری را ساطع می‌نمایند. وقتی که دمای جسمی ارتقا مییابد، ارتفاع موج تابیده گردیده از فروسرخ به قرمز‌رنگ و آن گاه از قرمز‌رنگ به نارنجی رنگ تغییر‌و تحول می‌نماید. دمای جسم تابش‌کننده انتخاب کننده ارتفاع موجی میباشد که در آن انرژی تابیده گردیده بیشینه خواهد معلم خصوصی فیزیک در شیراز بود.

مثلا، دمای سطح خورشید نزدیک به ۵۰۰۰ تا ۶۰۰۰ سکو کلوین میباشد. از این رو، شدت تابش آن در محصور ارتفاع موج‌های ۵۶۰ نانومتر از طیف الکترومغناطیسی بیشتر میباشد. دمای تن آدم در موقعیت معمولی نزدیک به ۳۰۰ کلوین میباشد. بدین ترتیب، شدت تابش آن در محدوده فروسرخ طیف الکترومغناطیسی بیشتر میباشد.

قسمتی از تابش تابیده بر روی جسم جذب و قسمتی از آن منعکس می گردد. در تعادل ترمودینامیکی، نرخ جذب تابش به وسیله جسم موازی با نرخ ساطع شدن تابش به وسیله آن میباشد. یک جاذب ایده‌آل کل تشعشع الکترومغناطیسی تابیده گردیده بر آن را جذب می‌نماید. به اینگونه جسمی، جسم سیاه گفته میشود. جسم سیاه وضعیت ایده‌آلی برای فیزیک میباشد. در واقع هیچ جسم فیزیکی، ۱۰۰ درصد تابش وارداتی را جذب نخواهد کرد. با ساخت‌و‌ساز حفره‌ای خرد در دیواره کاواک (تصویر نماد داده گردیده پیرو) قادر خواهیم بود جسم سیاهی در حدود شرایط ایده‌آل صحیح کنیم.

جسم سیاه در فیزیک کوانتوم
ساخت و ساز حفره‌ای خرد در دیواره کاواک و تابش جسم سیاه
دیواره‌های داخلی کاواک زبر و سیاه می باشند. براین اساس، هر تابشی که از روش حفره خرد وارد کاواک می‌گردد، باطن آن گیر خواهد کرد. در تعادل ترمودینامیکی (در دمای T)، دیواره‌های کاواک هر مقدار تابشی را که جذب کرده‌اند. ساطع خواهند کرد. همینطور، در درون کاواک تشعشع وارداتی به حفره موازی با تابش بیرون گردیده از آن میباشد. طیف تابشی جسم سیاه با استعمال از نظارت فروغ و روشنایی تابیده گردیده از حفره به دست می آید. به امواج الکترومغناطیسی تابیده گردیده از جسم سیاه تابش جسم سیاه گفته می گردد. شدت تابش جسم سیاه به ارتفاع موج تشعشعات ساطع گردیده و دمای جسم سیاه بستگی دارااست.

I
∝
f
(
λ
,
T
)
I∝f(λ,T)

تابع
I
(
λ
,
T
)
I(λ,T)
شدت تابش بر واحد ارتفاع موج میباشد. به ذکر دیگر، این تابع به طور قدرت تابش گردیده بر واحد سطح بر واحد ارتفاع موج تمجید می‌گردد.

نمودار تابش
تابش جسم سیاه
بر پایه ی این تعریف‌و‌تمجید،
I
(
λ
,
T
)
d
λ
I(λ,T)dλ
اقتدار تابش منتشر گردیده بر واحد سطح فی مابین ارتفاع‌ موج‌های
λ
λ
و
λ
+
d
λ
λ+dλ
میباشد. در وضعیت کلی، تابش منتشر گردیده بوسیله مواد متعدد مشابه نمودار تابش جسم سیاه میباشد. تصویر ۱، شدت تابش جسم سیاه بر حسب ارتفاع موج را در دماهای متعدد نماد می دهد. با ارتقاء دمای جسم سیاه، شدت تابش نیز ارتقا یافته میباشد. همینطور، پیک شدت تابش با ارتقا دما به سمت ارتفاع موج‌های کوتاه‌خیس تکان نموده است. پژوهشگران در تست‌های انجام یافته برای بازرسی جسم سیاه، به دو ضابطه اصلی رسیده‌اند:

انتقال وین
ضابطه استفان
مقاله پیشنهادی: جسم سیاه در فیزیک — به گویش بی آلایش
ضابطه انتقال وین
انتقال وین در تصویر ۱ با متصل کردن بیشینه‌های شدت نماد داده گردیده‌است. هر چه جسمی داغ‌خیس باشد (دمای فراتر)، ارتفاع موج شدت بیشینه کوتاه‌خیس خواهد بود. ارتباط ریاضی انتقال وین به طور ذیل نوشته میگردد:

λ
m
a
x
T
=
2.898
×
1
0
−
3
m
K
λ
max

T=2.898×10
−3
mK

در ارتباط فوق
l
a
m
b
d
a
m
a
x
lambda
max

جای شدت بیشینه در نمودار تابش میباشد. به ذکر دیگر،
l
a
m
b
d
a
m
a
x
lambda
max

ارتفاع موجی میباشد که در آن شدت تابش جسم سیاه در دمای خاص، بیشینه خواهد بود. بدین نکته اعتنا نمائید که دما بر حسب کلوین میباشد. با به کار گیری از انتقال وین می توانیم دمای ستارگان دوردست را اندازه بگیریم.