Was ist ein Beispiel für einen schwarzen Körper? [geschlossen]

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  • Menschen sind Schwarzkörperstrahler. Sogar Weiße. So prüfen sie auf Koronafieber.
  • Es muss nicht ' erhitzt werden. Kalte Dinge wie Ereignishorizonte und CMB sind dem schwarzen Körper sehr nahe. Heiße Dinge wie der Erdmittelpunkt, Jupiter, Sonne, Kernkollaps-Supernova oder eine frisch implodierte Plutoniumgrube sind wahrscheinlich auch sehr nah. Dort auch das weltraumgestützte Mikrowellenradiometer, das auf die Wärmeabgabe der Erde ' in den Weltraum bei " medium temps.
  • @Pieter Menschen sind ' keine perfekten schwarzen Körper, ein perfekter schwarzer Körper absorbiert alle Arten von Strahlung, Menschen viel sichtbare Strahlung reflektieren
  • @SKDash Die Reflexion im Sichtbaren ist irrelevant, da bei Körpertemperatur keine Emission im Sichtbaren auftritt. Menschen strahlen eine anständige Annäherung an das Schwarzkörperspektrum aus.

Antwort

Der kosmische Mikrowellenhintergrund ist am perfektesten Schwarzkörper, die beobachtet wurden – er hat ein nahezu ideales Planck-Spektrum bei einer Temperatur von 2,7 K.

Unter der theoretischen Vorhersage, dass Schwarze Löcher Hawking-Strahlung emittieren, wäre es auch eine Schwarzkörperstrahlung, aber das war es nie beobachtet.

Sterne emittieren fast schwarze Körperstrahlung, aber ihr Spektrum enthält die Spektrallinien der im Stern vorhandenen Elemente.

Kein physikalisches Objekt absorbiert also alle Wellenlängen von ligt vollständig Keiner ist ein schwarzer Körper und keiner strahlt eine perfekte Schwarzkörperstrahlung aus. Dennoch gibt es einige Materialien, die ziemlich nahe beieinander liegen, zum Beispiel können einige Kohlenstoffnanoröhren-Arrays 99,9% des Lichts absorbieren.

Antwort

Die Sonne ist keine schlechte Annäherung an einen Schwarzkörperstrahler.

Ein Schwarzkörperstrahler muss in der Lage sein, Licht bei allen Wellenlängen zu absorbieren und sollte sich im thermischen Gleichgewicht befinden. Die Sonne passt ziemlich gut zu dieser Beschreibung. Das Problem ist, dass die Tiefe, aus der Licht aus der Sonne entweicht, etwas wellenlängenabhängig ist. Da die Sonne nicht isotherm ist und mit der Tiefe heißer wird, emittiert sie kein perfektes Schwarzkörperspektrum / p>

Andere Objekte haben möglicherweise ein Spektrum, das ein bisschen wie ein schwarzer Körper aussieht, aber weniger Gesamtleistung abgibt. Solche Objekte, „graue Körper“, haben einen nicht perfekten, aber nahezu wellenlängenunabhängigen Absorptionskoeffizienten.

Wenn der Absorptionskoeffizient aus diskreten Linien mit Lücken bestehen würde, könnte dies kein schwarzer Körper sein, da er nicht bei allen Wellenlängen ein perfekter Absorber wäre.

In der Praxis gibt es ist immer ein Kontinuumsabsorptionsvermögen. Wenn das Objekt also dick genug ist, kann es immer noch ein schwarzer Körper sein.

Es gibt viele doppelte Fragen zu Physics SE, die erklären, welche mikroskopischen Prozesse kann zu einer kontinuierlichen Absorption in Feststoffen oder Gasen führen.

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  • Ist die Sonne ein schwarzer Körper tief in der Photosphäre, und dieses Spektrum ändert sich, wenn sie die Erde erreicht?
  • Das von der Sonne emittierte Spektrum ist im Grunde eine Schwarzkörperemission, die bei verschiedenen auftritt Tiefen (und Temperaturen) abhängig von der Wellenlänge. Das Kontinuum kommt von den tiefsten sichtbaren Schichten, während Licht am Boden einer Absorptionslinie von höheren, kühleren Schichten stammt. @JEB
  • damit ein Teil der Sonne tatsächlich ein schwarzer Körper ist, ' ist es nur so, dass wir keinen direkten Blick darauf haben.

Antwort

Es gibt eine Vielzahl von Alltagsgegenständen, die gute Beispiele für Schwarzkörperstrahlung oder etwas sehr Nahes liefern. folgendermaßen.

Die elektrische Heizspule in der Oberfläche eines Elektroherds, das Filament in einem herkömmlichen Autoscheinwerfer, die glühenden Drähte in einer elektrischen Raumheizung und das glühende katalytische Gitter in einer mit Kerosin befeuerten Raumheizung sind alles gute Annäherungen an einen schwarzen Körper.

Beachten Sie, dass das Emissionsspektrum beispielsweise eines glühend heißen Objekts im Gleichgewicht mit seiner Umgebung keine diskreten Emissionslinien enthält, da die Schwingungen der Ladungen in seiner Oberfläche (die die von ihm emittierte Strahlung erzeugen) ) existieren in einer Verteilung und beinhalten im Allgemeinen keine Ionisations- und Rekombinationseffekte.

Eine bemerkenswerte Ausnahme hiervon ist die Quecksilberdampflampe , die ein Emissionsspektrum mit UV-Spitzen erzeugt. Grün und Blau überlagert einen schwarzen Körperhintergrund.

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  • Klassischerweise wird EM-Strahlung durch die Beschleunigung elektrisch geladener Objekte (wie Elektronen, Ionen und Protonen) verursacht. In der Quantenphysik wird EM-Strahlung durch Übergänge zwischen Energieniveaus von Atomen erklärt.

Antwort

Vielen Dank für alle Antworten . Aber können Sie diese Frage beantworten: Wenn wir einen Teil von etwas erhitzen, das nur aus einem Elementtyp besteht, wäre die Spektralverteilung dann nicht diskret, da Atome Photonen nur mit bestimmten Energien absorbieren und emittieren?

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  • Ich denke, Sie haben Ihre Frage perfekt beantwortet 😉

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