تفاوت کلیدی - بدن سیاه در مقابل بدن خاکستری
اصطلاحات جسم سیاه، جسم سفید و بدن خاکستری در مورد جذب، گسیل یا انعکاس تابش توسط مواد مختلف مورد بحث قرار می گیرند. جسم سیاه یک جسم فیزیکی ایده آل (شیء) است که می تواند تمام تابش الکترومغناطیسی فرود را جذب کند. جسم خاکستری جسمی (شیئی) است که در هر طول موج با نسبت ثابتی کمتر از واحد ساطع شده توسط جسم سیاه در همان دما، تابش ساطع می کند. تفاوت اصلی بین یک بدن سیاه و یک بدن خاکستری این است که بدن سیاه یک بدن فیزیکی ایده آل است در حالی که بدن خاکستری یک بدن فیزیکی غیر ایده آل است.
بلک بادی چیست؟
جسم سیاه یک جسم فیزیکی ایده آل (شیء) است که می تواند تمام تشعشعات الکترومغناطیسی فرود را جذب کند. این جذب با توجه به فرکانس و زاویه تابش تابش اتفاق می افتد. این بدان معنی است که جذب تابش توسط یک جسم سیاه مستقل از جهتی که تابش از آن می آید و طول موج تابش است. جسم سیاه یک جسم غیر بازتابنده است. در مقابل، یک جسم سفید یک جسم فیزیکی (شئی) است که دارای سطح ناصافی است که تمام تابش الکترومغناطیسی فرود را منعکس می کند. انعکاس انعکاس کامل و یکنواخت به تمام جهات است.
جسم سیاهی که در دمای ثابت است می تواند تابش الکترومغناطیسی جذب شده را ساطع کند. از این رو یک جاذب کامل و ساطع کننده کامل است. این تشعشعات ساطع شده به عنوان تشعشعات جسم سیاه شناخته می شود. تشعشعات جسم سیاه در یک دمای معین، یک طیف خاص و شدت های خاص را ایجاد می کند.
تابش ساطع شده از جسم سیاه از قانون پلانک پیروی می کند. قانون پلانک می گوید که طیف جسم سیاه تنها با دمای جسم سیاه تعیین می شود، نه با شکل یا ترکیب جسم سیاه. جسم سیاهی که در دمای ثابت (در تعادل حرارتی) قرار دارد، دارای خواص مشخصه زیر است.
- جسم سیاه یک ساطع کننده ایده آل است - تابش را در هر فرکانس ممکنی که جسمی در همان دما می تواند ساطع کند ساطع می کند
- جسم سیاه یک ساطع کننده پراکنده است - فرکانس یکسانی را در هر جهت ساطع می کند (تابش همسانگرد).
شکل 01: منحنی های بدن سیاه پلانک برای دماهای مختلف
تحقق جسم سیاه تجسم دنیای واقعی مفهوم اجسام سیاه است. به عبارت دیگر، تحقق یک جسم سیاه مثال هایی را برای سیاه شدن بدن در دنیای واقعی ارائه می دهد (زیرا بدن سیاه یک مفهوم ایده آل است). چند مثال در زیر آورده شده است:
- ستاره
- سیارات
- سیاهچاله
بدن خاکستری چیست؟
جسم خاکستری جسمی (شیمی) است که در هر طول موج با نسبت ثابتی کمتر از واحد ساطع شده از جسم سیاه در همان دما، تابش ساطع می کند. جسم خاکستری یک جسم فیزیکی است که میزان جذب سطح آن با تغییر دما و طول موج تابش تابشی متفاوت نیست.
برخلاف بدنه مشکی، بدنه خاکستری یک قطره چکان غیر ایده آل یا یک رادیاتور ناقص است. به این دلیل که بدن خاکستری می تواند مقداری از انرژی دریافتی خود را جذب کند و همچنین ممکن است بخشی از انرژی را منعکس کند. یک بدن خاکستری تنها بخشی از تابشی که جذب می کند ساطع می کند. بدن خاکستری به عنوان یک جسم مات در نظر گرفته می شود.
شباهت بین بدن سیاه و بدن خاکستری چیست؟
هر دو جسم سیاه و بدن خاکستری اشیایی هستند که می توانند تابش را جذب و ساطع کنند
تفاوت بین بدن سیاه و بدن خاکستری چیست؟
بدن سیاه در مقابل بدن خاکستری |
|
| جسم سیاه یک جسم فیزیکی ایده آل (شیء) است که می تواند تمام تابش الکترومغناطیسی فرود را جذب کند | جسم خاکستری جسم (شیمی) است که در هر طول موج با نسبت ثابتی کمتر از واحد به تابشی که از یک جسم سیاه در دماهای یکسان ساطع می شود، تابش ساطع می کند. |
| اصل | |
| تن سیاه یک بدن فیزیکی ایده آل است. | بدن خاکستری یک بدن فیزیکی غیر ایده آل است. |
| جذب | |
| جسم سیاه می تواند تمام تشعشعات الکترومغناطیسی فرود را جذب کند. | بدن خاکستری می تواند بخشی از تشعشعات فرودی را داشته باشد. |
| انتشار | |
| جسم سیاه می تواند تابش را در هر فرکانس ممکنی که جسمی در همان دما می تواند ساطع کند و فرکانس یکسانی را در هر جهت ساطع می کند. | بدن خاکستری می تواند مقداری از تشعشعات جذب شده را ساطع کند. |
خلاصه – Black Body vs Grey Body
یک جسم سیاه یک جسم فیزیکی ایده آل است که می تواند تمام تشعشعات فرود را جذب کند و تابش را به هر جهت ممکن به صورت همسانگرد ساطع کند. جسم خاکستری یک جسم غیر ایده آل است که می تواند مقداری از تابش فرودی را جذب کند و تنها بخشی از تابش را ساطع کند. تفاوت بین یک بدن سیاه و یک بدن خاکستری این است که بدن سیاه یک بدن فیزیکی ایده آل است در حالی که بدن خاکستری یک بدن فیزیکی غیر ایده آل است.
