عرف الجسم الاسود وهل يمكن أن يوجد عمليا؟

Question

سؤال عرف الجسم الاسود وهل يمكن أن يوجد عمليا؟

Answer 1

الجسم الأسود:
تعريفه:
الجسم الأسود هو جسم مثالي يمتص كل الإشعاع الكهرومغناطيسي الساقط عليه، بغض النظر عن طوله الموجي أو زاوية سقوطه. كما يُصدر هذا الجسم إشعاعًا كهرومغناطيسيًا (يُسمى إشعاع الجسم الأسود) يتناسب طيفه مع درجة حرارته.
خصائصه:
امتصاص مثالي: يمتص الجسم الأسود كل الإشعاع الكهرومغناطيسي الساقط عليه دون انعكاس أو تشتت.
إصدار مثالي: يُصدر الجسم الأسود إشعاعًا كهرومغناطيسيًا يتناسب طيفه مع درجة حرارته.
توازن حراري: إذا تم وضع الجسم الأسود في تجويف مغلق مع جسم آخر، فسوف يتبادلان الطاقة حتى يصلان إلى نفس درجة الحرارة.
هل يمكن أن يوجد عمليا؟
لا يمكن أن يوجد جسم أسود مثالي عمليًا.
الأسباب:
لا يوجد جسم يمتص كل الإشعاع الكهرومغناطيسي الساقط عليه تمامًا.
لا يوجد جسم يُصدر إشعاعًا كهرومغناطيسيًا يتناسب طيفه تمامًا مع درجة حرارته.
لكن:
يمكن تقريب سلوك الجسم الأسود باستخدام مواد معينة، مثل:
الكربون الأسود: مادة تمتص كمية كبيرة من الضوء.
التجاويف المعدنية: تجويف مغلق بفتحة صغيرة، حيث يتم امتصاص معظم الضوء الساقط على الفتحة.
تطبيقات الجسم الأسود:
قياس درجات الحرارة: يمكن استخدام إشعاع الجسم الأسود لقياس درجة حرارة جسم ما.
الأفران الكهربائية: تُستخدم عناصر التسخين في الأفران الكهربائية لتسخين الطعام عن طريق إشعاع الجسم الأسود.
الكاميرات الحرارية: تُستخدم الكاميرات الحرارية لكشف الأشياء عن طريق إشعاع الجسم الأسود.
خلاصة:
الجسم الأسود هو جسم مثالي لا يمكن أن يوجد عمليًا. لكن يمكن تقريب سلوكه باستخدام مواد معينة، وله العديد من التطبيقات في مجالات مختلفة.