Есть очень известный мысленный эксперимент, подтверждающий температурную зависимость спектров абсолютно черного тела.
Доказательство сначала предполагает, что два абсолютно черных тела имеют разные спектры, а затем показывает, что это приводит к противоречию. Пусть два черных тела A и B, оба при температуре , излучают разные спектры. Затем используйте фильтр и апертурные упоры, чтобы позволить им передавать тепло только излучением в заданной полосе пропускания. Тогда излучение А полностью поглощается В, а излучение В полностью поглощается А. Таким образом, если их спектры различны, будет иметь место чистый перенос тепла между А и В, но их температуры одинаковы. Так как теплообмена между объектами одинаковой температуры не происходит, спектры должны быть идентичными. Выбор полосы пропускания фильтра был произвольным, поэтому спектры должны быть одинаковыми на всех частотах.
Я понимаю это так: если А испускает фотоны одной длины волны, то же самое должен делать и Б, иначе будет чистая передача энергии (фотоны не могут отделиться от другого тела). Но учтите это - А испускает фотоны энергии
, а B испускает фотоны энергии
и
в равных количествах. В этом случае они обменивались бы одинаковой энергией (поэтому температуры оставались бы одинаковыми), но спектры были бы другими.
Я знаю, что это, возможно, невозможно в реальной жизни, но разве это не тот случай, который явно не объясняется мысленным экспериментом?
Ваше предложение работает при отсутствии полос пропускания фильтров, но суть аргумента заключается в использовании полос пропускания фильтров. В вашем конкретном случае контрпример не работает, когда вы выбираете, например, полосу пропускания фильтра, резко центрированную вокруг частоты . В этом случае никакие фотоны сможет пересечь полосу пропускания фильтра, в то время как все фотоны будет пересекаться. Следовательно, пока остынет нагревается, и, следовательно, они не могут находиться в тепловом равновесии, что является противоречием.
Обратите внимание на важность полосы пропускания фильтра в аргументе. Именно это позволяет выбирать частоты и позволяет аргументу работать для каждой отдельной частоты.
Предположим, что одно тело испускает фотоны энергии по курсу фотонов в секунду, тогда как другой излучает фотоны с энергиями и каждый по курсу фотонов в секунду. Затем два тела находятся в тепловом равновесии, каждое излучает и поглощает энергию. в секунду.
Теперь мы можем заблокировать любую из трех частот и получить чистую передачу энергии в соответствии с аргументом, приведенным в ОП. Таким образом, эти тела не черные.
Джейкоб1729