Musta keha kiirgus

Mida 'must keha' tähendab

'Must' ei tähenda, et kuum blackbody oleks silmale alati must. Kõrgel temperatuuril võib see nähtavas piirkonnas väga eredalt kiirata.

Ideaalne blackbody on emissivity ε=1 võrdlusobjekt. Reaalsete pindade emissivity on väiksem ja sageli wavelength-dependent.

Plancki seadus

Plancki spectral radiance kirjeldus kasutab energia kvantimist E=hν. Klassikaline Rayleigh–Jeans seadus ebaõnnestub kõrgetel sagedustel ja annab ultraviolet catastrophe'i.

Plancki edu oli üks quantum physics'i sünni keskseid samme.

Wieni nihkeseadus

Kui spektrit esitatakse lainepikkuse järgi, λ_max T=b, kus b≈2,898×10⁻³ m·K.

T=5800 K annab λ_max≈500 nm; T=300 K annab umbes 9,66 μm ehk infrared.

Stefan–Boltzmann

Ideaalse blackbody kogu emitted power per area on j*=σT⁴. Absolute temperature kahekordistamine suurendab seda 16 korda.

Reaalse greybody jaoks kasutatakse sageli j*=εσT⁴, kui üks effective emissivity on piisav approximation.

Värvus ei ole üks lainepikkus

Kuumenev keha hakkab esmalt kiirgama peamiselt infrared'is, siis ilmub red glow ja temperatuuri tõustes kasvab visible spektri lühemate wavelength'ide osa.

Silm tajub laia spektri kombinatsiooni; nähtav colour ei ole lihtsalt λ_max värvinimi.

Tähed ja temperatuuri mõõtmine

Stellar continuum võib ligikaudselt sarnaneda thermal spectrum'iga, mille peale lisanduvad absorption lines. Continuum shape annab effective temperature'i hinnangu.

Bolometric luminosity nõuab energiat kogu spektri ulatuses, mitte ainult ühes nähtavas filtris.

Spektri esitamisviis

Peak position sõltub sellest, kas spectral density on esitatud wavelength või frequency ühiku kohta. Need kirjeldused on füüsikaliselt ekvivalentsed, kuid nende maxima ei teisene lihtsalt ν=c/λ abil.

Real pyrometry peab arvestama emissivity't või kasutama spectral ratio meetodeid.

Lahendatud näide