Если объект имеет температуру, должен ли он излучать?

Я читаю презентацию в PowerPoint об излучении Хокинга (HR). Они объясняют все причины, вытекающие из постулата HR, и одна из причин заключается в том, что если происходит изменение энтропии черной дыры, когда она что-то поглощает, то черная дыра должна иметь температуру. В этом есть смысл, но меня немного смущает следующий момент: если объект имеет температуру из-за ненулевой энтропии, то он должен излучать.

Почему он должен излучать?

из статьи Википедии об излучении Хокинса: «Излучение Хокинга — это излучение черного тела, которое, по прогнозам, испускается черными дырами из-за квантовых эффектов вблизи горизонта событий…» en.wikipedia.org/wiki/Hawking_radiation Итак , понимание заключалась в том, чтобы учесть, что черная дыра будет иметь температуру, и знание того, что все тела с температурой будут излучать излучение черного тела.
и знание того, что все тела с температурой будут излучать излучение черного тела - почему это должно быть правдой?
Верно ли это для всех объектов с температурой?
Каждое тело с температурой выше 0К излучает
Термодинамика справедлива для вещества и излучения, и оба должны прийти в состояние равновесия.
@MaxW: «все тела с температурой будут излучать излучение черного тела» - может быть, я что-то упустил, но это не кажется правильным: не все тела являются черными телами, и их излучение может отличаться от излучения черного тела.
Аналогичный вопрос? физика.stackexchange.com/questions/59213/…
Если вам нужно чисто термодинамическое объяснение, второй закон требует, чтобы все, что может поглощать излучение (а черная дыра, безусловно, может), должно его излучать. Подробнее в этом вопросе .
@akhmeteli вы упускаете суть: все тела с температурой излучают, и они отклоняются от «идеальной» кривой черного тела в зависимости от квантовых свойств материала поверхности. Он все еще излучает и достигнет равновесия, при котором он поглощает столько же энергии, сколько и излучает (не обязательно такая же общая энергия на длину волны!)

Ответы (1)

Чтобы понять происхождение излучения черного тела , которое излучают все материальные тела с температурой Т , нужно обратиться к квантовой статистической механике.

Атомы и молекулы, прежде всего, в любом ансамбле взаимодействуют с электромагнитным излучением. На этом уровне процессы являются квантово-механическими. В квантовой механике обмены, например, молекулами газа, когда они отскакивают друг от друга, представляют собой изменения уровней энергии составляющих их электронов. Кинетическая энергия одной молекулы повышает уровень энергии электрона в молекуле, с которой он столкнулся (за счет обмена виртуальным фотоном). Теперь возбужденная молекула высвобождает энергию в виде реального фотона в случайном направлении, при этом электрон возвращается в основное состояние. Этот фотон имеет произвольное направление, и существует большая вероятность того, что он вырвется из объема газа, не взаимодействуя снова, и станет частью излучения черного тела.

Для жидкостей и твердых тел, где молекулы связаны и не могут свободно двигаться, существуют колебательные и вращательные квантово-механические степени свободы. Атомы и молекулы все еще взаимодействуют, передавая кинетическую энергию электрону, подталкивая их к более высоким энергетическим уровням (посредством обмена виртуальными фотонами), и электроны возвращаются в основное квантово-механическое состояние, и реальный фотон будет излучаться с высокой вероятностью выхода. вещества как излучение черного тела.

Если объект имеет температуру из-за ненулевой энтропии, то он должен излучать.

Внутренние движения частиц в ансамбле обладают кинетической энергией, которая создает термодинамически определяемую температуру, наблюдаемую макроскопически. Таким образом, любой ансамбль молекул с ненулевой температурой обладает кинетической энергией, которая приводит к излучению, как описано выше.

В статистической механике определение энтропии связано с количеством доступных микросостояний. «ненулевая энтропия» - это сбивающий с толку способ определить существование температуры, силлогизм таков: если есть энтропия, существуют микросостояния, следовательно, кинетическая энергия, а значит, и температура. Более простая концепция должна быть «из-за ненулевых кинетических энергий частиц ансамбля». (см. это о нулевой температуре и энтропии)

Почему он должен излучать?

Из-за неизбежных взаимодействий в больших статистических ансамблях из-за кинетических колебательных и вращательных движений/энергии.

Если объект имеет температуру, должен ли он излучать?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v