Kara Cisim (black body)

Bir kara cisim (veya kara beden), frekans veya geliş açısı ne olursa olsun, gelen tüm elektromagnetik radyasyonu absorplayan idealleştirilmiş bir fiziksel bedendir. ‘Kara cisim’ adı, ışığın tüm renklerini absorpladığı için verilmiştir. Kara cisim aynı zamanda kara-cisim radyasyonu emitler (yayar). Buna karşılık, bir beyaz cisim, ‘gelen tüm ışınları tüm yönlerde tamamen ve eşit olarak yansıtan pürüzlü yüzeye sahip olan bir bedendir.’

Termal dengede (yani, sabit bir sıcaklıkta) bir kara cisim, elektromagnetik kara-cisim radyasyonu yayar. Radyasyon Planck yasasına göre yayılır, yani bedenin şekli veya bileşimi tarafından değil, yalnızca sıcaklıkla belirlenen bir spektruma sahiptir.

Termal dengede ideal bir siyah cismin iki temel özelliği vardır:

·         İdeal bir emitleyici (yayıcı); her frekansta, aynı sıcaklıktaki diğer herhangi bir beden kadar veya daha fazla termal radyasyon enerji yayar.

·         Difüz bir emitleyicidir; yöne dik birim alan başına ölçülür, enerji izotropik olarak, yönden bağımsız olarak yayılır.

Kara bir yüzeyin yaklaşık olarak gerçekleştirilmesi, büyük bir yalıtılmış muhafazanın (örneğin bir fırın) duvarındaki bir deliktir. Deliğe giren herhangi bir ışık, bedenin iç yüzeylerinde yansıtılır veya absorplanır ve yeniden ortaya çıkması pek olası değildir; bu da deliği neredeyse mükemmel bir absorber yapar. Böyle bir muhafaza içinde hapsedilen radyasyon termal dengede olduğunda, delikten emitlenen (yayılan) radyasyon, o denge sıcaklığındaki herhangi bir bedenden yayılan radyasyon kadar büyük olacaktır.

Gerçek malzemeler, kara cisim enerji seviyelerinin emisyonu olarak adlandırılan bir enerji yayar. Tanım olarak, termal dengedeki kara bir cisim ε = 1 emissiviteye sahiptir. Frekanstan bağımsız olarak daha düşük bir emisyona sahip bir kaynağa genellikle bir gri  cisim denir. Mümkün olduğunca 1'e yakın bir emisyona sahip kara cisimler inşa etmek, güncel bir ilgi konusu olmaya devam etmektedir.

Astronomide, yıldızlardan ve gezegenlerden gelen radyasyon bazen, aynı toplam elektromagnetik enerji akışını yayan bir kara cismin sıcaklığı olan bir etkili sıcaklık ile karakterize edilir.

(a) Kara bir cismin sıcaklığı azaldıkça şiddeti de azalır, pik noktası daha uzun dalga boylarına kayar (klasik Rayleigh-Jeans yasası ile karşılaştırma- UV bölge), (b) Yalıtılmış bir muhafazada küçük bir delik olarak bir kara cismin yaklaşık çizimi

Absorpsiyon ve Emisyon (absorption and emission) 
Absorpsiyon (absorption)

https://en.wikipedia.org/wiki/Black_body

11 Eylül 2022

 

GERİ (makaleler-2)