ملتقى الفيزيائيين العرب - عرض مشاركة واحدة - الجسم الاسود
الموضوع: الجسم الاسود
عرض مشاركة واحدة
  #3  
قديم 19-04-2009, 14:51
الصورة الرمزية aLFa
aLFa
غير متواجد
فيزيائي مبدع
 
تاريخ التسجيل: Jan 2009
المشاركات: 525
افتراضي رد: الجسم الاسود

يعتبر الجسم الأسود في الفيزياء جسم مثالي يمتص كل موجات الضوء الساقطة عليه دون أن يعكس أي منها . و كما يمتص الجسم الأسود جميع موجات الضوء الساقطة عليه ، يقوم أيضا بإصدار جميع موجات الإشعاع الحراري ، أي إشعاع الجسم الناتج عن درجة حرارته . ويمكن أن يكون الضوء جزءا منها . ونذكر هنا بالحديد الساخن يحمر لونه ثما يصفر . ولدراسة إشعاع الأجسام اختار الباحثون الجسم الأسود لهذا الغرض لتناسب خواصه . ويمكن تمثيل الجسم الأسود بفقاعة في مادة صلبة غير شفافة استعملها بعض العلماء بدلا من الجسم الأسود فهي تشاركه نفس الخواص . بوضع تلك الفقاعة عند درجة حرارة ثابته ، فتصل إلى حالة التوازن الحراري ، ويصبح فيها طيف من الموجات الحرارية ، وقد أثبتت القياسات أن هذا الطيف يعتمد على درجة حرارة جدرانها . فكل درجة حرارة لها يتبعها توزيع معين لطيف إشعاعها الحراري ،وهذا يحدث تماما مع الجسم الأسود .


طيف الجسم الأسود : بانخفاض درجة حرارة الجسم الأسود تنزاح النهاية العظمي للمنحني في اتجاه شدة ضوء أقل ، وطول موجة أطول .وإذا وضع جسما أسودا وله حرارة معينة بالقرب من أجسام أخرى في حالة إتزان حراري فإنه في المتوسط يُشع من الموجات الحرارية بقدر ما يمتصه ، وهذه الحالة تسمي حالة الاتزان الحراري. الشكل على اليسار يبين عدة أطياف لإشعاع الجسم الأسود وهي تبين العلاقة بين فيض الطاقة الصادرة وطول موجة الموجة حيث تمتد طول الموجة من كذا إلى كذا . ونجد أن هذا التوزيع يتميز بقمة عند طول موجة مقدارة نحو كذا. كما نلاحظ أن تلك القمة تنزاح نحو طول موجة أقصر بارتفاع درجة الحرارة، وتزيد في نفس الوقت كمية الطاقة المشعة(وهي تعادل المساحة تحت كل منحنى ).

هذا الشكل المميز لطيف الموجات الحرارية (وهي موجات كهرومغناطيسية) كان البحث الرئيسي لماكس بلانك العالم الألماني الذي علي أساسه توصل إلى نظرية الكم ، والتي تقول أن الطاقة لها حد صغير مقداره ثابت بلانك ولا توجد طاقة على الإطلاق أقل من هذا الثابت الطبيعي .

وظاهرة انزياح القمة في منحني بلانك نحو طول موجة أقصر بارتفاع درجة الحرارة فهي ترجع في اكتشافها إلى عالم ألماني آخر اسمه فين، وقد صاغ تلك الحقيقة في معادلة باسمه وتسمي معادلة فين للإنزياح، وكان ذلك في السنوات 1900 - 1905

في نفس الوقت حاول العالمان الإنجليزييان رايلى وجينس وصف الكيف الحراري ، وتوصلا إلى معادلة أخرى تعطي العلاقة بين الطاقة الصادرة من الجسم الأسود وعلاقتها بدرجة حرارة الجسم . إلا أن معادلتهما لم تحقق النجاح الكافي ،
رد مع اقتباس