Ključna razlika – crno tijelo u odnosu na sivo tijelo
Termini crno tijelo, bijelo tijelo i sivo tijelo raspravljaju se u vezi sa apsorpcijom, emisijom ili refleksijom zračenja od strane različitih supstanci. Crno tijelo je idealizirano fizičko tijelo (objekt) koje može apsorbirati svo upadno elektromagnetno zračenje. Sivo tijelo je tijelo (objekat) koje emituje zračenje na svakoj talasnoj dužini u konstantnom omjeru manjem od jedinice u odnosu na ono koje emituje crno tijelo na 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.
Šta je crno tijelo?
Crno tijelo je idealizirano fizičko tijelo (objekt) koje može apsorbirati svo upadno elektromagnetno zračenje. Ova apsorpcija se javlja u odnosu na frekvenciju i upadni ugao zračenja. To znači da je apsorpcija zračenja od strane crnog tijela neovisna o smjeru iz kojeg dolazi zračenje i talasnoj dužini zračenja. Crno tijelo je nereflektirajuće tijelo. Nasuprot tome, bijelo tijelo je fizičko tijelo (objekt) koje ima hrapavu površinu koja reflektira sve upadne elektromagnetne radijacije. Refleksija je potpuna i ujednačena refleksija u svim smjerovima.
Crno tijelo koje je na konstantnoj temperaturi može emitovati apsorbirano elektromagnetno zračenje. Stoga je savršen apsorber i savršen emiter. Ovo emitovano zračenje poznato je kao zračenje crnog tela. Zračenje crnog tijela se javlja dajući specifičan spektar i specifične intenzitete na datoj temperaturi.
Zračenje koje emituje crno tijelo pokorava se Plankovom 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 termalnoj ravnoteži) ima sljedeća karakteristična svojstva.
- Crno tijelo je idealan emiter – ono emituje zračenje na svim mogućim frekvencijama koje tijelo na istoj temperaturi može emitovati
- Crno tijelo je difuzni emiter – ono emituje istu frekvenciju u svakom smjeru (izotropno zračenje).
Slika 01: Planckove krive crnog tijela za različite temperature
Ostvarenje crnog tijela je stvarno oličenje koncepta crnih tijela. Drugim riječima, realizacija crnog tijela daje primjere da se crno tijelo dešava u stvarnom svijetu (pošto je crno tijelo idealan koncept). Neki primjeri su dati u nastavku:
- Zvjezdice
- Planete
- Crne rupe
Šta je sivo tijelo?
Sivo tijelo je tijelo (objekt) koje emituje zračenje na svakoj talasnoj dužini u konstantnom omjeru manjem od jedinice u odnosu na ono koje emituje crno tijelo na istim temperaturama. Sivo tijelo je fizičko tijelo čija apsorpcija površine ne varira s varijacijama temperature i talasne dužine upadnog zračenja.
Za razliku od crnog tijela, sivo tijelo je neidealan emiter ili nesavršen radijator. To je zato što sivo tijelo može apsorbirati dio energije koju prima, a također može i reflektirati dio energije. Sivo tijelo emituje samo dio zračenja koje apsorbira. Sivo tijelo se smatra neprozirnim objektom.
Koja je sličnost između crnog i sivog tijela?
I crno i sivo tijelo su objekti koji mogu apsorbirati i emitovati zračenje
Koja je razlika između crnog i sivog tijela?
Black Body vs Grey Body |
|
| Crno tijelo je idealizirano fizičko tijelo (objekt) koje može apsorbirati svo upadno elektromagnetno zračenje | Sivo tijelo je tijelo (objekt) koje emituje zračenje na svakoj talasnoj dužini u konstantnom omjeru manjem od jedinice u odnosu na ono koje emituje crno tijelo na istim temperaturama. |
| Princip | |
| Crno tijelo je idealno fizičko tijelo. | Sivo tijelo je neidealno fizičko tijelo. |
| Apsorpcija | |
| Crno tijelo može apsorbirati svo upadno elektromagnetno zračenje. | Sivo tijelo može nešto od upadnog zračenja. |
| Emisija | |
| Crno tijelo može emitovati zračenje na svim mogućim frekvencijama koje tijelo na istoj temperaturi može emitovati i ono emituje istu frekvenciju u svakom smjeru. | Sivo tijelo može emitovati dio apsorbovanog zračenja. |
Sažetak – crno tijelo vs sivo tijelo
Crno tijelo je idealno fizičko tijelo koje može apsorbirati svu upadnu radijaciju i izotropno emitovati zračenje u svim mogućim smjerovima. Sivo tijelo je neidealan objekt koji može apsorbirati dio upadnog zračenja i emitovati 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.
