Почему лампочки являются излучателями излучения черного тела?

Если определение черного тела:

«Черное тело — это объект, который поглощает все излучение, которое он получает (то есть он не отражает никакого света и не позволяет никакому свету проходить через него и выходить с другой стороны). Энергия, которую поглощает черное тело, нагревает его вверх, и тогда он будет излучать собственное излучение».

Тогда почему лампочки черные тела? Разве они сами не выделяют тепло вместо того, чтобы поглощать излучение, а затем отдавать его?

«Чёрное тело» — причудливое название нагретого объекта. Лампа накаливания — это нагретый объект и, следовательно, черное тело. А так же горячий уголь. Или холодный уголь, потому что он еще нагревается до комнатной температуры. Идеально черное тело не отражает свет. Нить накаливания в лампочке отражает свет. Таким образом, луковицы не являются на 100% черными телами. А если серьезно, сколько отражает нить накала по сравнению с тем, что она излучает? Практически ничего. Так что лампы накаливания (в том числе и галогенные) — это почти абсолютно черные тела. И поэтому их свет намного приятнее.
@Bob Bee: Спасибо, Боб! Я ценю это. Я новичок на этом форуме и только изучаю его драконовские правила ;) Поэтому часто я просто боюсь спрашивать или отвечать, потому что люди просто уберут меня отсюда полностью. Например, никто не смог ответить на самый первый вопрос, который я задал, но, не колеблясь, проголосовал против него.
Спасибо! Значит ли это, что светодиоды и КЛЛ не являются черными телами?
Правильно, светодиодные и люминесцентные лампы не являются черными телами. В повседневной жизни есть всего несколько источников света с черным телом. Это примерно черные тела: лампы накаливания и галогенные лампы, раскаленный металл или уголь, солнце и звезды. И это НЕ черные тела: светодиоды, компактные люминесцентные лампы, газоразрядные (ртутные или натриевые) лампы, луна или фейерверки.

Ответы (2)

«Энергия, которую поглощает черное тело, нагревает его, и тогда оно излучает собственное излучение». --- Эта часть может немного ввести в заблуждение. Это должно читаться как

Энергия, которую поглощает черное тело, нагревает его и излучается как часть его собственного излучения.

На самом деле, пока все излучение поглощается, т.е. не отражается/не проходит, это черное тело. Черному телу не нужно сначала поглощать тепло, а затем начинать излучать. Лампочку можно грубо рассматривать как черное тело; в результате, если вы подвергнете его излучению с температурой, намного превышающей его собственную типичную температуру, он нагреется до (возможно, больше) этой температуры.

Я думаю, что ваше недоумение возникает из-за того, что приведенное вами определение легко неправильно понять, если вы не посмотрите на него внимательно.

Попробуем разбить его на две части:

  1. Черное тело — это тело, которое поглощает все излучение, которое оно получает (или, что то же самое, не отражает его).

  2. Черное тело — это тело, которое нагревается за счет энергии, которую оно поглощает, и соответственно излучает тепловое излучение (действительно, излучение черного тела, если оно находится в тепловом равновесии с окружающей средой).

Если присмотреться, это не говорит о том, что такое тело нагревается только за счет поглощаемого им излучения . Говорит энергия .

В конкретном случае включенная лампочка получает лишь очень малую часть энергии, которая ее нагревает, в виде излучения от внешней среды. Все остальное (почти все) обеспечивается электрическим током, переносимым по проводу: электроны ударяются об атомы вольфрама, заставляя их яростно вибрировать, а тепло, как вы знаете, это всего лишь кинетическая энергия.

Это объясняет, почему нить накала (НЕ вся колба) является хорошим приближением к черному телу. Однако он не идеален, как упоминали другие пользователи, поскольку он не является идеальным поглотителем (насколько нам известно, идеальных поглотителей в природе не существует).

Обратите внимание , что нить накаливания лампочки больше не является хорошим приближением к черному телу, как только вы ее выключите .

Другим (даже лучшим) хорошим приближением черного тела является поверхность Солнца (или любой другой звезды). Он, конечно, не излучает столько электромагнитной энергии, потому что нагревается излучением, поглощаемым из других источников (которое, тем не менее, присутствует). Скорее он нагревается за счет синтеза, происходящего на сотнях тысяч километров ниже.

Было бы хорошо простое утверждение о тепловом равновесии. Черное тело — это нечто, поглощающее все падающее на него излучение и находящееся в тепловом равновесии при определенной температуре. Солнце не является большим черным телом, потому что разные длины волн возникают из слоев с разной температурой.
Я бы не осмелился согласиться. Действительно, само определение черного тела не требует теплового равновесия для самого черного тела. Однако тепловое равновесие важно для определения излучения черного тела , и вы хорошо потрудились, обратившись к моему посту об этом (на самом деле, я отредактировал его, чтобы учесть ваши предложения). Действительно, определение излучения черного тела — это просто тепловое излучение черного тела, находящегося в t. равновесие с окружающей его средой. См. мой другой комментарий ниже для решения вашего другого возражения.
«Солнце не является большим черным телом, потому что разные длины волн возникают из слоев при разных температурах». Если вы ссылаетесь на различные слои Солнца, обратите внимание, что, когда Солнце представлено как хорошее приближение к черному телу, обычно имеется в виду, что его фотосфера является хорошим приближением к черному телу (обратите внимание, что я написал : поверхность Солнца»). Что и есть на самом деле, если оставить в стороне солнечные пятна.
Наконец, обратите внимание, что даже идеальный излучатель обычно не излучает на одной частоте при данной температуре. Скорее, она имеет типичное частотное распределение для данной температуры (количество частот соответствует колебательным модам, доступным системе, так что систему, состоящую из большого количества связанных частиц, можно считать непрерывной).
Нет, фотосфера не черное тело, иначе все, что мы могли бы узнать, это ее температура и излучающая площадь. Посмотрите на любой солнечный спектр, чтобы увидеть, что это не функция Планка.
Конечно, это не так. Это всего лишь приближение, как я сказал выше. Обратите внимание, что астрономы делают выводы о средней температуре звезд по их спектру.
Тем не менее, я вижу, что вы астрофизик, поэтому я не хочу спорить с вами по этим вопросам. Просто обратите внимание, что Солнце «как хорошее приближение к черному телу» не является моим странным убеждением: скорее, об этом сообщается не только на страницах Википедии о Солнце, черном теле и т. д. (страницы, которые тщательно рецензируются), но и в учебниках по физике.
Зависит от того, что вы подразумеваете под хорошим. Вот сравнение d32ogoqmya1dw8.cloudfront.net/images/introgeo/models/… Астрономы выводят эффективную температуру — не одно и то же.
Почему лампочки являются излучателями излучения черного тела?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v