شارك
الرئيسية
2 دقائق ما هو المقصود بالجسم الأسود؟
هو مصطلح فيزيائي يصف السطح الذي يمتص كل الطاقة المشعة أي الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يسقط عليه وينتج إشعاعاً حرارياً، وذلك لأن الضوء المرئي الساقط سيتم امتصاصه بدلاً من انعكاسه، ودعي بالأسود لأن امتصاص كل أطياف اللون المرئي سوف يعطي الجسم اللون الأسود.
ما المقصود بإشعاع الجسم الأسود؟
يدعى أيضاً الإشعاع الحراري أو إشعاع التجويف أو الإشعاع الكامل أو إشعاع درجة الحرارة، وهو يشير إلى طيف الضوء المنبعث من أي جسم ساخن سواء فتيل المصباح الكهربائي أو رغيف الخبز الساخن، أو النجم بالفضاء.
متى تم اشتقاق مصطلح إشعاع الجسم الأسود لأول مرة؟
درس العالمان اللورد رايلي وماكس بلانك في بداية القرن العشرين إشعاع الجسم الأسود لأول مرة باستخدام صندوق مغلق يحتوي على معدن موصل للحرارة، وثقبا ثقباً صغيراً في هذا الصندوق لقياس الإشعاع الضوئي الصادر عنه الذي يمثل درجة حرارة الهواء داخل الصندوق، وكان بلانك بتلك التجربة قادراً على وصف كثافة الضوء المنبعث من الجسم الأسود بشكل تجريبي كدالة لطول الموجة، واستطاع أن يصف تغير هذا الطيف مع تغير درجة الحرارة. وأسهمت أبحاث بلانك هذه في تأسيس علم ميكانيك الكم.
هل الأجسام سوداء اللون عوازل أفضل من البيضاء؟
نعم، لأن الأجسام السوداء تمتص المزيد من الأطوال الموجية للضوء وتحولها لحرارة، ويحتفظ الجسم الأسود بالحرارة بشكل أفضل لأنه يمتص الضوء باستمرار، بينما تعكس الأجسام البيضاء الضوء دون امتصاصه، فلا تزيد درجة حرارة الجسم على محيطه بشكل كبير.
لماذا تبرد المواد سوداء اللون بشكل أسرع من المواد ذات اللون الأبيض؟
تنبعث الإشعاعات الحرارية من المواد سوداء اللون بسهولة أكبر من المواد ذات الألوان الفاتحة، لذا فهي تبرد بشكل أسرع.
ما أمثلة الأجسام السوداء؟
من أهم الأمثلة اليومية الشائعة التي يصدر عنها إشعاع الجسم الأسود ما يلي:
- المواقد.
- السخانات الكهربائية.
- النجوم والشمس، وتعد الشمس جسماً أسود غير مثالي، إذ تنبعث منها إشعاعات أكثر مما هو متوقع في الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية البعيدة والمناطق الراديوية من الطيف.
- المصابيح المتوهجة.
- الحيوانات ذوات الدم الحار.
- أجهزة الإنذار ضد السرقة.
لكن هذه الأجسام السوداء غير مثالية، ويكون الجسم الأسود المثالي ذلك الذي يمتص كل الضوء الذي يتعرض له دون أن يعكسه عنه.
هل يعد كوكب الأرض جسماً أسود؟
تعد الكواكب والنجوم بما فيها الأرض أجساماً سوداء، على الرغم من أنها ليست أجساماً سوداء مثالية، لكن يمكن تطبيق معظم خصائص الأجسام السوداء عليها.
لماذا يعد إشعاع الجسم الأسود مهماً؟
تُستخدم الأجسام السوداء المصدرة للإشعاع الأسود في الإضاءة والتدفئة والأمن والتصوير الحراري وتطبيقات الاختبار والقياس.
هل يصدر البشر إشعاع الجسم الأسود؟
نعم، إذ تصدر كل الأجسام إشعاع الجسم الأسود، وينتج الإنسان إشعاعات الجسم الأسود بسبب درجة حرارته الداخلية.