إشعاع الجسم الأسود ـ منحنى بلانك
إشعاع الجسم الأسود
ملاحظة / هنالك رابط لتحميل ملف pdf في أسفل الموضوع ، يحتوي شرح تفصيلي على إشعاع الجسم الأسود
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
إن الجسم الأسود عند درجة حرارة فوق درجة الصفر المطلق يبعث بإشعاع يدعى أحياناُ الإشعاع الحراري .*ـ تعرف الإشعاع الحراري : هو الإشعاع الذي ينبعث من الأجسام عندما تكون درجة حرارتها فوق درجة الصفر المطلق (صفر مطلق = -273م0)
*ـ خواص الإشعاع الحراري تعتمد
على :
1ـ نوع مادة الجسم : حيث تختلف كمية الحرارة باختلاف المادة التي صنع منها هذا السطح وكذلك
باختلاف نعومة السطح من عدمه
2ـ درجة حرارة الجسم :
أ) في درجة الحرارة المنخفضة
تقع الموجات المنبعثة من الأجسام في منطقة
الأمواج تحت الحمراء (أمواج غير مرئية) ولهذا
السبب تظهر الأجسام في بداية التسخين معتمة.
ب) عندما تزداد حرارة الجسم يبدأ بالتوهج بلون
يميل إلى الأحمر فالبرتقالي فالأخضر .....
ج)
عندما تصبح درجة حرارة عالية إلى حد كبير فإن توهج الجسم يصبح أبيض أي أن الجسم
يشع أطوال موجية تقع في منطقة الطيف
المرئي .
*ـ طيف الإشعاع الحراري: هو طيف متصل يحوي جميع لأطوال الموجية المختلفة البعض منها مرئية
والبعض الآخر غير مرئية .(علل) لأنها تقع في منطقتي الإشعاعات تحت الحمراء أو فوق
البنفسجية.
*ـ قانون كيرشوف : الجسم جيد الامتصاص هو أيضاً جيد
الإشعاع .
ويسمى الجسم الذي يمتص جميع الأطوال الموجية أو يشعها (بالجسم الأسود المثالي)
*ـ الجسم الأسود المثالي: في الحقيقة لا يوجد جسم أسود مثالي له معامل امتصاص 100% ولكن أفضل
تمثيل له هو تجويف صغير من أية مادة كأن يكون من مادة الحديد أو النحاس , فيه فتحة
صغيرة (علل), لأنه عندما يسقط إشعاع على هذه الفتحة يدخل التجويف وينعكس على
جدرانه الداخلية انعكاسات متتالية إلى أن يتم امتصاصه كلياً . كما بالشكل
وعند تسخين جدران هذا التجويف من الخارج إلى
درجة حرارة معينة ينبعث منها إشعاع حراري يحوي جميع الأطوال الموجية.
*ـ العوامل التي تعتمد عليه طاقة
الإشعاع المنبعث من الجسم الأسود(طا):
1ـ الطول الموجي (l) 2ـ درجة حرارة الجسم
*ـ المنحنى التجريبي لطاقة إشعاع
الجسم الأسود بدلالة الطول الموجي
وجد من خلال
التجربة بأنه كلما زادة درجة الحرارة للجسم الأسود يقل طوله الموجي (يقصر) وتزداد
طاقته الإشعاعية.
أي أنه بتغير درجة الحرارة يتغير الطول الموجي
للإشعاع المنبعث وبذلك تتغير الطاقة الإشعاعية.
والشكل التالي يوضح ذلك .
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
معضلة الجسم الأسود : فشل العلماء في
نهاية القرن التاسع عشر في إيجاد صيغة
رياضية نظرية انطلاقاً من المفاهيم التقليدية (الكلاسيكية) تعبر عن المنحنى
التجريبي لطيف الجسم الأسود .
************************************
شرح فيديو لدرس إشعاع الجسم الأسود ـ مختصر وفق محتوى المنهج اليمني
يمكنكم من الرابط التالي تحميل :