Каковы различные физические механизмы передачи энергии фотону во время излучения черного тела?

В результате сохранения энергии твердое тело остается в более низком энергетическом состоянии после испускания фотона. Очевидно, что поглощение и испускание уравновешиваются при тепловом равновесии, однако термодинамическое равновесие является утверждением о среднем поведении системы, а не утверждением о том, что внутренняя энергия постоянна в произвольно короткие промежутки времени. Энергия должна откуда-то прийти во время излучения и куда-то уйти во время поглощения.

Энергия в твердом теле может храниться в виде кинетической и потенциальной энергии электронов и ядер либо по отдельности, либо в коллективных модах, таких как фононы и плазмоны. В тепловом равновесии энергия будет накапливаться в большей или меньшей степени в различных формах в зависимости от температуры и материала. Однако даже если большая часть тепловой энергии в конкретном твердом теле при температуре Т хранится в виде фононов, может случиться так, что фононы в основном взаимодействуют со светом косвенно через электроны, например, фонон возбуждает электрон в фонон-электронном взаимодействии, который может взаимодействовать со светом через электромагнитное поле.

Учитывая, что свет — это электромагнитное поле, мне кажется, что он излучается и поглощается заряженными частицами. Электронно-фотонное взаимодействие, вероятно, является доминирующим для видимого и ультрафиолетового света, учитывая, что металлы непрозрачны, в то время как полупроводники и изоляторы прозрачны для (видимого и УФ) света с энергией ниже их ширины запрещенной зоны. Однако, как только вы попадаете в энергии в инфракрасном диапазоне и ниже или в рентгеновском диапазоне и выше, очевидно, вступают в действие другие механизмы. Например, на высокоэнергетическом конце спектра я слышал, что гамма-лучи могут напрямую взаимодействовать с ядерными степенями свободы, что разумно, учитывая, что гамма-лучи испускаются во время многих ядерных реакций.

Обзор спектроскопии поглощения может дать ключ к разгадке важных взаимодействий света и вещества в широком диапазоне длин волн. Все ли эти процессы участвуют в излучении абсолютно черного тела — это несколько другой вопрос.

Какие физические процессы опосредуют перенос энергии во время излучения абсолютно черного тела и в каких диапазонах энергий эти процессы преобладают?

Я добавил теги QM и QFT, потому что думаю, что именно в этом может заключаться ответ.
Кстати, гамма-лучи находятся в части электромагнитного спектра с очень высокой энергией, и их тепловое излучение происходит в сверхновых, тогда как инфракрасные лучи являются частью спектра с самой низкой энергией.
Извините, этот пост не для того, чтобы дать ответ, а чтобы задать наивный вопрос. Почему такое внимание уделяется электронам, излучающим свет? Неужели не важно, что ядра тоже заряжены? Если я представлю фонон как возбуждение цепочки заряженных шариков на нейтрализующем фоне, результирующая антенна должна излучать электромагнитные волны с частотой фонона... более или менее, не так ли?
Да, вы правы, колебания решетки в твердом теле излучаются точно так же, как антенна. Я думаю, что все свойства теплового излучения материи можно проанализировать, найдя изменяющуюся во времени плотность заряда (которую в принципе можно вычислить с помощью квантовой механики), а затем просто применив уравнения Максвелла для расчета результирующего излучения.
@Марти, я не уверен, правда ли то, что ты говоришь, но если да, то это часть ответа, который я ищу.
Гацу: Ваш комментарий проницателен. Желание понять фокус на электронах — вот что мотивировало мой вопрос с самого начала. Одна из причин, по которой люди сосредотачиваются на электронных переходах, заключается в том, что они важны в видимом и инфракрасном диапазонах, где Солнце излучает большую часть своей энергии. Фононы, например, ограничены энергиями ниже температуры Дебая, обычно далеко в инфракрасном диапазоне. Дискретные электронные переходы также важны в химии. Они также легко поддаются математическому анализу, поэтому они рассматриваются во введении в химию, затем снова в современной физике и снова во введении в квантовую физику...
Тонкий момент, связанный с колебаниями решетки, заключается в том, что, поскольку электроны намного легче ядер, они могут следовать за ядрами во время колебаний решетки (они локально уравновешиваются). Таким образом, и электроны, и ядра движутся во время колебаний решетки в кристаллах и молекулярных колебаний в жидкостях и газах. Мне не ясно, излучают ли это электроны или ядра, если это вообще имеет смысл. Мне кажется, что ядра и электроны колеблются вместе, образуя колеблющийся электрический диполь, что и вызывает излучение.
Я думаю, что в металле электроны проводимости образуют более или менее стационарное облако, в то время как колебания решетки будут состоять из ионов металла, сопровождаемых большинством, если не всеми их тесно связанными электронами.
Поскольку ядра заряжены, они также производят излучение. Излучение пропорционально ускорению, и, таким образом, поскольку электроны в 2000 раз менее массивны, они обычно подвергаются гораздо более сильным ускорениям — и, таким образом, излучают гораздо больше излучения. Кроме того, с точки зрения квантовых переходов (эмиссионных линий), большинство ядерных переходов происходят при очень высоких энергиях (например, гамма-лучи) и, таким образом, менее важны для типичных явлений, но все же очень важны.
@ Гацу, это очень хороший вопрос, но учтите, что его следует сделать отдельным постом или, самое большее, разместить как «комментарий» в исходном вопросе.
Я как бы знал, что адиабатическое разделение электронной и ядерной шкалы времени будет проблемой. Марти привел хороший пример того, где можно применить предложенную мной простую модель. Например, в реальной жизни для ван-дер-ваальсовых тел связывание происходит из-за диполь-дипольных взаимодействий. Я предполагаю, что фотон поглощается одним из диполей, который затем сбивается по фазе в красивом танце, который он имел со своими партнерами. Это приводит к локальному отталкиванию между диполями, которое распространяется по всему твердому телу и в конечном итоге переизлучается в виде света, поскольку все эти ребята являются диполями и могут излучать свет.
@zhermes: извините за это, я новичок в такого рода форумах

Ответы (8)

Это фантастический вопрос, и тема, которая меня очень смущала, когда я впервые посещал курс по радиационным процессам . Окончательный ответ, на который намекает @LubošMotl, таков : если вы начнете с «белого шума» излучения (то есть с равным количеством каждой частоты), он уравновесится со средой/материалом в черное тело. распределение из-за его тепловых свойств (см. Закон Кирхгофа и коэффициенты Эйнштейна ). Это точно так же, как если бы вы придали каждой молекуле газа одинаковую энергию, они пришли бы к распределению Больцмана .

На практике (и, надеюсь, более удовлетворительный ответ) это, как правило, комбинация линейного излучения и тормозного излучения , при этом тормозное излучение 1 преобладает при высоких температурах ( Т ≳ 10 6 − 10 7 К ). Линии производятся на множестве частот в зависимости от интересующего вещества и термодинамических свойств (например, температуры). Я думаю , что для повседневных объектов излучение в основном связано с линиями молекулярных колебаний. Отдельные линии расширяются за счет многочисленных термодинамических эффектов расширения, чтобы покрыть большую часть спектра. Наконец, согласно закону Кирхгофа, уравновешенные объекты могут излучать только до спектра черного тела. На практике вы все равно увидите отпечатанные линии излучения/поглощения и дополнительные источники излучения.

Давайте посмотрим на разбивку соответствующих переходов в зависимости от уровня энергии :
радио : уровни ядерной магнитной энергии (также циклотронное излучение в присутствии умеренных магнитных полей).
микроволны : вращательные энергетические уровни
инфракрасные : колебательные энергетические уровни (молекулы)
видимые : электронные (особенно переходы внешних электронов)
ультрафиолетовые : электронные (особенно выброс/комбинация внешних/валентных электронов)
рентгеновские лучи : электронные (переходы внутренних электронов)
гамма-лучи : ядерные переходы

1: Тормозное излучение (по-немецки «тормозное излучение») — это излучение, вызванное ускорением заряженных частиц, чаще всего электронов. Это может произойти между любой комбинацией связанных (в атомах) или несвязанных (свободных или в плазме) зарядов.

Хорошие, соответствующие характеристики, +1.
это тормозное излучение , а не тормозное излучение - люди с фамилией Брем , по- видимому, чаще занимаются биологией или медициной, а не физикой;)
Тормозное излучение - явно ответ астрофизика :)
Я никогда не слышал о свободно-свободных и связанно-свободных переходах катионов водорода (преобладающая континуальная непрозрачность в видимой части спектра на Солнце), называемых тормозным излучением, как бы вы это ни писали.

Суть термодинамики – и статистической физики – в том, что человеку не обязательно знать микроскопическое происхождение подобных процессов, если его интересуют только термодинамические и/или статистические свойства.

Излучение абсолютно черного тела возникает в результате всех мыслимых взаимодействий между электромагнитным полем и «черным телом» — от электрического дипольного излучения, магнитного дипольного излучения и так далее, и тому подобное. Но достоинство термодинамики и/или статистической физики состоит в том, что даже если эта ситуация может показаться запутанной, статистические/тепловые свойства результирующего излучения могут быть точно предсказаны, если мы знаем температуру черного тела.

Таким образом, в конечном итоге все излучение сводится к условиям взаимодействия в электромагнетизме,

С знак равно ∫ д 4 Икс Дж мю А мю
но статистическая физика или термодинамика не должны изучать какой-либо конкретный набор многих таких взаимодействий одно за другим, потому что, как можно показать с помощью термодинамических или статистических методов, результирующие тепловые свойства и статистические распределения для фотонов полностью универсальны.

Когда есть фононы при ненулевой температуре, они также распределяются по принципу черного тела, аналогичному распределению фотонов, и взаимодействуют со всеми остальными, используя все разрешенные взаимодействия. Но не обязательно предполагать наличие фононов, чтобы получить правильное распределение фотонов. Фотоны будут иметь спектр черного тела даже вблизи материалов, почти не содержащих фононов. Какими бы ни были степени свободы, фотоны вблизи нагретого источника будут вести себя как излучение абсолютно черного тела. Единственным необходимым условием является наличие некоторыхвзаимодействия, способные передавать энергию от черного тела к электромагнитному полю. Когда черное тело имеет температуру, все остальное следует за этим, и электромагнитное поле в конечном итоге достигнет равновесия с черным телом, т.е. оно будет содержать правильное излучение черного тела.

Вы должны рассматривать испускание излучения черного тела как процесс, аналогичный нормальному теплообмену между двумя телами. При определенной температуре они вибрируют по-разному. Каждое из них может вибрировать, используя различные типы колебаний и вращений, одно из них может быть газом со свободно движущимися молекулами, другое может быть твердым телом с множеством гармонических осцилляторов. Но когда между этими двумя телами происходит достаточное взаимодействие, энергия передается от одного к другому, достигается тепловое равновесие, и другое тело будет проявлять свойства, которые мы ожидаем от конкретной температуры тела такого рода, независимо от тип другого тела, с которым он взаимодействовал, и независимо от микроскопических взаимодействий, которые использовались при передаче тепла.

То, что вы написали, объясняет, почему и как основные физические механизмы скрыты под ковром в статистической физике и квантово-механическом выводе спектра абсолютно черного тела. Это интересно, однако это не отвечает на мой вопрос. Я хочу знать, являются ли электронные переходы доминирующим взаимодействием, и если нет, то при каких условиях данные процессы являются доминирующими. Например, гамма-лучи могут напрямую возбуждать ядерные степени свободы: в этом заключается идея моноэнергетических гамма-лучей для идентификации изотопов. +1 за определение источника проблемы.
Дуглас-Мотл ответил на вопрос: «Какой именно фундаментальный физический процесс обеспечивает передачу энергии при излучении абсолютно черного тела?» Ответ таков: «Излучение черного тела возникает в результате всех мыслимых взаимодействий между электромагнитным полем и «черным телом» — из электрического дипольного излучения, магнитного дипольного излучения и так далее, и тому подобное». Теперь вы изменили вопрос на «Я хочу знать, являются ли электронные переходы доминирующим взаимодействием», что отличается. И я подозреваю, что ответ зависит от материала.
Уважаемый @DouglasB.Staple, «подмести под ковер» — это нагруженное выражение, потому что оно несет в себе негативный эмоциональный оттенок. В статистической физике и термодинамике это «заметание под ковер» является огромным достоинством. Это определяющее свойство этих двух дисциплин в физике — положительный способ описать их состоит в том, что они способны определять определенные макроскопические свойства объектов и процессов без необходимости изучения микроскопических деталей. Это отличная возможность, которая также помогает физикам и инженерам.
В противном случае «электронные переходы являются доминирующим взаимодействием» на самом деле не имеет смысла, потому что «электронный переход» — это не «взаимодействие», это процесс. Взаимодействие, стоящее за этим процессом, представляет собой, например, взаимодействие между электромагнитным полем и электрическим дипольным моментом атома, которое можно свести к ф р условия взаимодействия. Да, эти взаимодействия и переходы являются ключевыми для излучения черного тела при температурах, характерных для атомных переходов — сотни или тысячи К. При миллионах кельвинов ключевыми стали бы переходы в ядрах.
Я думаю об этом как-то так. Материал имеет температуру, а это означает, что атомы вибрируют (фононы). Фононы связаны с электронной системой, поэтому фононы и электрон достигают равновесия. Электроны являются заряженными частицами, поэтому они могут терять (и приобретать) энергию за счет оптических переходов, что приводит к излучению черного тела. Поэтому я думаю, что возбуждение и релаксация электронов являются источником излучения черного тела. Но то, как они будут стыковаться с решеткой, тоже важно. Хороший вопрос.
@MarkWayne Говоря «все мыслимые взаимодействия», вы избегаете вопроса. Конечно, если вы включите все возможные взаимодействия, то где-то там вы получите ответственный процесс(ы). Обычно, когда делается утверждение, что X вызывает Y, подразумевается, что X является доминирующим процессом, хотя могут быть и другие. Когда с неба падает вода, мы называем это дождем и говорим, что это вызвано конденсацией водяного пара в атмосфере; обычно не упоминается, например, что часть воды может образоваться в результате распада метеоров в атмосфере.

Я не уверен, что это полностью ответит на ваш вопрос, но эта статья может вас заинтересовать (Smerlak, 2011 Eur. J. Phys. 32 1143. «Черное тело не является черным ящиком»; версия arXiv на случай, если ссылка всегда умирает). Он смотрит на излучение черного тела с несколько иной точки зрения, чем обычно. Одними из лучших приближений к черным телам в природе являются большие объемы газа, такие как звезды и планетарные атмосферы. В этой учебной статье спектр черного тела выводится на основе этого более естественного сценария, а не обычной более искусственной концепции полости с маленькой апертурой.

Все это сводится к тому, что материя часть системы (всю систему, а не только ее отдельный атом) переходит между различными энергетическими уровнями. Для этого должно произойти взаимодействие с электромагнитным полем. Если вещественная часть системы имеет непрерывный спектр энергетических уровней, а вещество и излучение находятся в равновесии, то в результате поле излучения имеет планковский спектр.

У меня такое ощущение, что вы ищете что-то более конкретное, чем это — вы хотите точно знать, почему конкретная система материи имеет непрерывный спектр энергетических уровней и какую именно форму принимают ее взаимодействия с полем излучения. Я не знаю ответа на этот вопрос (хотел бы), но я подумал, что эта точка зрения все же может быть полезной.

Превосходно! Я только что прочитал статью, на которую вы ссылались, и это было очень полезно. Вы правы в том, что я прошу о другом, но это помогает понять общую проблему. Большое спасибо.
@DouglasB.Staple, ты мог бы дать ему награду :) Натаниэль, твой последний абзац делает загадку из ничего. Каждый атом/молекула является диполем или мультиполем и в некотором смысле представляет собой небольшую антенну, потому что движется в коллективном электрическом поле других диполей. Энергии непрерывны, поскольку существует большое количество различных геометрий, создающих разные потенциалы. Он теряет кинетическую энергию за счет излучения и снижает среднюю кинетическую энергию, понижая температуру, не так ли? черные тела медленно остывают.
@annav да, это в значительной степени уровень объяснения, которым я был бы доволен. Но, как указывали другие ответы, точная природа взаимодействия может принимать разные формы - электрическое дипольное излучение, магнитное дипольное излучение, спектральные линии и т. д. В каком-то смысле все это одно и то же, но я думаю, что Дуглас хочет знать подробности того, какой из этих процессов чаще всего происходит на практике. (Ответ, конечно, будет зависеть от черного тела, поскольку механизм плазмы сильно отличается от механизма газа, и твердая полость снова отличается.)
Извините, @Nathaniel, но статья, на которую вы ссылаетесь, полная чушь. Он пытается опровергнуть законы Кирхгофа и позволяет «черным телам» не поглощать все излучение. Но черные тела определяются как (идеализированные) тела, которые поглощают все излучение (вот что на самом деле означает прилагательное «черный»: они не отражают свет: излучение не имеет значения), и поглощение и излучение связаны для каждого тела и каждой частоты . . Все эти ошибки автора имеют много следствий, например, в нелепом утверждении, что разреженные газы являются черными телами. Это точно не так.
@LubošMotl Я думаю, ты как-то неправильно это понял. Основной аргумент состоит как раз в том, что если какое-то вещество и какое-то излучение находятся в равновесии при данной температуре, то излучение всегда должно иметь один и тот же спектр (планковский), независимо от природы вещества. Это аналогично тому, как равновесное распределение системы не зависит от природы термостата, с которым она находится в равновесии, и следует из элементарных принципов статистической механики. Это также, по сути, основа аргумента Планка.
В документе не говорится, что переработанные газы являются черными телами, в нем говорится, что в достаточно больших количествах они становятся хорошим приближением к черным телам. Эмпирически это абсолютно верно. Вот почему звезды излучают хорошие приближения к спектрам абсолютно черного тела.
@LubošMotl, чтобы прояснить немного больше, согласно аргументу Планка, стенки полости не обязательно будут иметь идеальную поглощающую способность - цель полости - позволить излучению прийти в равновесие с веществом, несмотря на это. Достаточно большие количества газа имеют почти такой же эффект, потому что рассеяние удерживает излучение в контакте с газом достаточно долго, чтобы оно приблизилось к равновесию, даже если в малых количествах поглощательная способность далека от 1.
@ Натаниэль, все сводится к тому, оптически толстые они или нет. Пока фотоны на всех частотах поглощаются объектом/материалом, этот объект/материал будет вести себя как черное тело, если он находится в тепловом равновесии.

Давайте попробуем это:

введите описание изображения здесь

Это график, показывающий пиковую температуру (можно также найти среднюю температуру) в зависимости от длины волны.

Как указывали другие, в твердом теле существует ряд процессов, все они имеют электромагнитную природу, которая будет вносить свой вклад в график длины волны.

Вот таблица с частотами:

введите описание изображения здесь

Комбинируя информацию двух рисунков, можно догадаться о доминирующих процессах, связанных с излучением черного тела.

На красной кривой, обозначающей комнатные температуры, преобладают электрон-вольтовые переходы. Это коллективные непрерывные спектры, исходящие от колеблющихся молекул в твердом теле, каждой молекулы в ван-дер-ваальсовом поле всех остальных. Поскольку, как отмечали другие, молекулы имеют электрические диполи, магнитные моменты, будут переходы во временных квантово-механических решениях для каждой молекулы, но эффект будет континуумом, поскольку спектр состоит из некогерентной добавки порядка 10^23. молекулы. Даже когда в молекулах возбуждаются спектральные линии и релаксация испускает фотон, этот фотон может в континууме взаимодействовать с комптоновскимирассеяние, которое разрушит большинство когерентных и спектральных линий из-за огромного количества вовлеченных молекул. По мере повышения температуры процесс продолжает оставаться бессвязным, просто увеличивается энергия.

Из-за большого количества взаимодействий, влияющих на явление излучения черного тела, необходимо использовать статистические методы, как ответил Любош.

Эта информация не содержится в излучении bb — все, что можно почерпнуть, — это площадь излучения и температура.

На практике излучение может возникнуть в результате любого процесса, в котором возможно образование фотона на этой частоте.

Конечно, чтобы действительно быть излучателем абсолютно черного тела, также должна быть 100% вероятность того, что фотон на этой частоте, падающий на объект, будет поглощен. Это условие гарантирует, что существуют соответствующие радиационные процессы, которые способны излучать и на этой частоте, поскольку существуют прямые пропорции (например) между коэффициентами Эйнштейна для поглощения и как вынужденного, так и спонтанного излучения (то же самое верно и для непрерывных процессов). .

Возможно, преувеличивая, если вы постулируете гипотетический объект, неспособный излучать свет на некоторых частотах (например, двухуровневый атом с коэффициентом спонтанного излучения Эйнштейна, приближающимся к дельта-функции по частоте), вы, возможно, никогда не сможете сделать он достаточно толстый, чтобы поглощать на этих частотах, и он не может быть черным телом. Однако даже для такой системы существует крошечная вероятность поглощения на всех частотах из-за естественного или доплеровского уширения. Если бы вы сделали материал оптически толстым на всех частотах (то есть физически очень, очень толстым), то его выходной сигнал все равно был бы близок к абсолютно черному телу.

Поэтому, если вы хотите ответить вероятностно, то я бы сказал, что наиболее вероятным релевантным процессом излучения будет процесс, обратный любому процессу поглощения, который делает объект черного тела оптически толстым на этой частоте.

Так, например, видимое (почти) излучение черного тела из фотосферы Солнца, очевидно, имеет все оптические атомные и ионные (несколько молекулярных) переходы, а также свободно-свободное и свободно-связанное излучение, соответствующее непрозрачности, вносимой ионами (в основном ЧАС − , доминирующий источник непрозрачности в фотосфере). Для разных температур и разных материалов с разным составом доминирующие радиационные процессы также будут разными - например, рекомбинационное излучение с атомами/ионами при температурах выше 10 4 К, молекулярные переходы при температурах в сотни К.

из «Для фотонов нет гороховых стрелков» (pdf) Марти Грин

3. СПЕКТР ЧЕРНОГО ТЕЛА. Ультрафиолетовая катастрофа, заложенная в формуле Рэлея-Джинса, является неизбежным следствием теоремы о равнораспределении в классической механике. Однако интересно продумать реальный механизм в деталях. Почему именно на все частоты поля излучения приходится одинаковая доля энергии? Теорему о равнораспределении особенно легко понять для случая жестких двухатомных молекул, где энергия делится поровну между пятью модами: тремя поступательными и двумя вращательными. Если средняя поступательная скорость молекулы равна 500 м/сек, то средняя тангенциальная скорость вращающейся молекулы, взятая относительно ее центра масс, также равна 500 м/сек. Так работает равнораспределение механической энергии.Тогда возникает вопрос: как эта механическая энергия преобразуется в лучистую электромагнитную энергию? * Самый простой способ - позволить молекулам иметь дипольный момент *. Такие частицы, как O2 и N2, конечно, будут электрически сбалансированы (вот почему свет так легко проходит через них), но почти любая молекула, состоящая из двух разных атомов, будет иметь некоторый дипольный момент. Когда ему придают вращательное движение, он становится антенной. И как антенна излучает.Какова частота излучения? Это просто частота вращения молекулы: другими словами, тангенциальная скорость, деленная на радиус. Проблема возникает, если мы позволим радиусу стать очень маленьким. Чем меньше межатомное расстояние, тем выше частота, излучаемая вращающейся молекулой. Теоретически нет предела тому, насколько мала может быть молекула и насколько высока результирующая частота. Однако есть хорошо известный пример, показывающий, что молекулы на самом деле не вращаются с произвольно высокой скоростью. Я имею в виду аномальную удельную теплоемкость водорода (и других легких молекул) при очень низких температурах. Иногда говорят, что вращательные движения «заморожены». Интересно то, что мы можем определить механизм, вызывающий это: он восходит к представлению де Бройля о волнах материи. Чтобы вращательное движение осуществлялось независимо от поступательного движения, мы полагаемся на чистое столкновение двух молекул. Это работает только в том случае, если молекулы состоят из маленьких твердых бильярдных шаров. Что произойдет, если молекулы будут двигаться настолько медленно, что их длина волны де Бройля станет сравнима с межатомным расстоянием? Когда летящие атомы настолько велики, вы не получите чистого удара, который заставит молекулу-мишень вращаться. Вы не можете не ударить по обоим атомам одновременно, что дает только поступательную энергию. Вы больше не можете управлять вращениями, и поэтому снижается удельная теплоемкость. Закон теплоемкости нарушается при низких температурах, поскольку теорема о равнораспределении не учитывает волновую природу вещества. Без теоремы о равнораспределении не может быть катастрофы черного тела.

В квантовой механике у вас есть распределение заряда, и если вы отследите это распределение заряда во времени, то это классически приведет к излучению. Вопрос в следующем: дает ли излучение, рассчитанное таким «полуклассическим» способом, расчет квантово-механической плотности заряда и затем применение уравнений Мауэлла... дает ли это вам правильное излучение?

Я сравниваю простейший возможный случай в этой паре статей в блоге о sp-переходе в водороде, сначала выполняя копенгагенские расчеты со спонтанным излучением, а затем полуклассически , рассматривая атомы водорода как крошечные антенны. Оба раза получаю один и тот же ответ.

Ответы должны быть ограничены теми, которые действительно отвечают на вопрос.

В следующей статье профессор Пьер-Мари Робитайл утверждает, что тепловое излучение возникает из-за колебаний ядер в решетке материала и, следовательно, также черного тела:

Робитайл П.М. О справедливости закона теплового излучения Кирхгофа. IEEE транс. Науки о плазме ., 2003, т. 31, вып. 6, 1263–1267.

Тепловое излучение — это не то же самое, что излучение абсолютно черного тела.
@Rob Jeffries - Вы не правы. Эмиссия абсолютно черного тела – это тепловая эмиссия. Уравнение Планка описывает тепловые спектры абсолютно черного тела, но не более того. Его книга, в которой он выводит свое уравнение, называется «Теория теплового излучения». Напомним, что теплота = тепловая.
@Rob Jeffries - Ваш механизм (H-доминантный) непрерывного спектра фотосферы неверен, хотя стандартная солнечная теория. Газы не излучают непрерывный спектр; только конденсированное вещество может сделать это. Аргументы в пользу уширения газовых спектров давлением и оптически толстых газов вообще не приводят к непрерывному спектру. То, что фотосфера дает непрерывный спектр, свидетельствует о ее конденсированном состоянии. Это подтверждается наблюдениями за вспышками солнечных вспышек, которые производят концентрические поперечные волны в фотосфере.
@StephenJCrowthers Я рассмотрю ваш первый пункт (ваш второй - абсолютная фантазия). Я сказал, что тепловое излучение — это не излучение черного тела, а не наоборот. Пожалуйста, сравните спектр теплового тормозного излучения с функцией Планка.
@Rob Jeffries - Эмиссия черного тела - это форма теплового излучения. Планк назвал это тепловым излучением, как и в названии его книги: «Теория теплового излучения». Закон Кирхгофа называется законом теплового излучения Кирхгофа или законом теплового излучения Кирхгофа. Все материалы, находящиеся в тепловом равновесии, излучают тепловое (т.е. тепловое) излучение, характерное для данной температуры. Черное тело излучает так называемое черное излучение. Уравнение Планка описывает тепловые спектры абсолютно черного тела.
@Rob Jeffries - К сожалению, вы ошибаетесь насчет Солнца. Газы не излучают непрерывных спектров. Солнечные ученые любят цепляться за очень старую газовую модель, но физические доказательства состоят в том, что Солнце представляет собой конденсированное вещество (жидкий металлический водород), как объясняется здесь: Robitaille P.-M., Forty Lines of Evidence for Condensed Matter — The Sun on Испытание: жидкий металлический водород как строительный блок солнечной энергии, Progress in Physics, v.4, pp.90-142, 2013 ptep-online.com/index_files/2013/PP-35-16.PDF
@Rob Jeffries - Газы не могут ни создавать, ни поддерживать поперечные волны. Солнечные вспышки производят в фотосфере концентрические поперечные волны, о чем свидетельствуют фотографии солнечной обсерватории. Таким образом, фотосфера — это не газ, а конденсированное вещество.
Супер, в точку. Удачи с этим. Просто из интереса - почему вы думаете, что бред Робитайла верен, а все остальные астрофизики в мире ошибаются? Или вы больше ничего не читали? И вы, очевидно, до сих пор этого не понимаете. Излучение черного тела — это тепловое излучение, но не всякое тепловое излучение является излучением черного тела.
@ Роб Джеффрис - нет, я тебя понял и знаю, что не все тепловое излучение черное. В этом суть. Не все тепловое излучение черное, поэтому уравнение Планка описывает не все тепловое излучение, а только излучение черного тела. Это научный факт, что газы не излучают непрерывный спектр, а также научный факт, что газы не могут создавать или поддерживать поперечные волны. Концентрические поперечные волны возникают в фотосфере при вспышках на Солнце. Это было замечено и сфотографировано. Я не делал эти факты; Природа сделала. Почему ты такой враждебный?
Каковы различные физические механизмы передачи энергии фотону во время излучения черного тела?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v