Ključna razlika – crno tijelo naspram sivog tijela
Pojmovi crno tijelo, bijelo tijelo i sivo tijelo razmatraju se u vezi s apsorpcijom, emisijom ili refleksijom zračenja različitih tvari. Crno tijelo je idealizirano fizičko tijelo (objekt) koje može apsorbirati svo upadno elektromagnetsko zračenje. Sivo tijelo je tijelo (objekt) koje emitira zračenje na svakoj valnoj duljini u konstantnom omjeru manjem od jedinice u odnosu na ono koje emitira crno tijelo pri istim temperaturama. Ključna razlika između crnog i sivog tijela je u tome što je crno tijelo idealno fizičko tijelo, dok je sivo tijelo neidealno fizičko tijelo.
Što je Black Body?
Crno tijelo je idealizirano fizičko tijelo (objekt) koje može apsorbirati svo upadno elektromagnetsko zračenje. Ta se apsorpcija događa s obzirom na frekvenciju i upadni kut zračenja. To znači da je apsorpcija zračenja od strane crnog tijela neovisna o smjeru iz kojeg zračenje dolazi i valnoj duljini zračenja. Crno tijelo je nereflektirajuće tijelo. Nasuprot tome, bijelo tijelo je fizičko tijelo (objekt) koje ima hrapavu površinu koja reflektira svo upadno elektromagnetsko zračenje. Odraz je potpun i jednoličan odraz u svim smjerovima.
Crno tijelo koje ima konstantnu temperaturu može emitirati apsorbirano elektromagnetsko zračenje. Stoga je savršen apsorber i savršen emiter. Ovo emitirano zračenje poznato je kao zračenje crnog tijela. Zračenje crnog tijela nastaje dajući određeni spektar i specifične intenzitete na danoj temperaturi.
Zračenje koje emitira crno tijelo pokorava se Planckovom zakonu. Planckov zakon kaže da je spektar crnog tijela određen samo temperaturom crnog tijela, a ne oblikom ili sastavom crnog tijela. Crno tijelo koje je na konstantnoj temperaturi (u toplinskoj ravnoteži) ima sljedeća karakteristična svojstva.
- Crno tijelo je idealan emiter – emitira zračenje na svakoj mogućoj frekvenciji koju može emitirati tijelo na istoj temperaturi
- Crno tijelo je difuzni emiter – emitira istu frekvenciju u svim smjerovima (izotropno zračenje).
Slika 01: Planckove krivulje crnog tijela za različite temperature
Realizacija crnog tijela utjelovljenje je koncepta crnih tijela u stvarnom svijetu. Drugim riječima, realizacija crnog tijela daje primjere za pojavu crnog tijela u stvarnom svijetu (budući da je crno tijelo idealan koncept). Neki primjeri su navedeni ispod:
- Zvjezdice
- Planete
- Crne rupe
Što je Grey Body?
Sivo tijelo je tijelo (objekt) koje emitira zračenje na svakoj valnoj duljini u konstantnom omjeru manjem od jedinice u odnosu na ono koje emitira crno tijelo pri istim temperaturama. Sivo tijelo je fizičko tijelo čija apsorpcijska sposobnost površine ne varira s promjenom temperature i valne duljine upadnog zračenja.
Za razliku od crnog tijela, sivo tijelo je neidealni emiter ili nesavršeni radijator. To je zato što sivo tijelo može apsorbirati dio energije koju prima, a također može i reflektirati dio energije. Sivo tijelo emitira samo dio zračenja koje apsorbira. Sivo tijelo smatra se neprozirnim objektom.
Koja je sličnost između crnog i sivog tijela?
I crno tijelo i sivo tijelo su objekti koji mogu apsorbirati i emitirati zračenje
Koja je razlika između crnog i sivog tijela?
Crno tijelo protiv sivog tijela |
|
| Crno tijelo je idealizirano fizičko tijelo (objekt) koje može apsorbirati svo upadno elektromagnetsko zračenje | Sivo tijelo je tijelo (objekt) koje emitira zračenje na svakoj valnoj duljini u konstantnom omjeru manjem od jedinice u odnosu na ono koje emitira crno tijelo pri istim temperaturama. |
| Princip | |
| Crno tijelo je idealno fizičko tijelo. | Sivo tijelo je neidealno fizičko tijelo. |
| Upijanje | |
| Crno tijelo može apsorbirati svo upadno elektromagnetsko zračenje. | Sivo tijelo može ponešto od upadnog zračenja. |
| Emisija | |
| Crno tijelo može emitirati zračenje na svim mogućim frekvencijama koje može emitirati tijelo na istoj temperaturi i emitira istu frekvenciju u svim smjerovima. | Sivo tijelo može emitirati dio apsorbiranog zračenja. |
Sažetak – crno tijelo protiv sivog tijela
Crno tijelo je idealno fizičko tijelo koje može apsorbirati svo upadno zračenje i izotropno emitirati zračenje u svim mogućim smjerovima. Sivo tijelo je neidealan objekt koji može apsorbirati dio upadnog zračenja i emitirati samo dio zračenja. Razlika između crnog i sivog tijela je u tome što je crno tijelo idealno fizičko tijelo, dok je sivo tijelo neidealno fizičko tijelo.
