شرکت مهندسی دقت آزمای کارا

ارائه خدمات کالیبراسیون و اعتبارسنجی

تابش جسم سیاه

تابش جسم سیاه (بلک بادی)

قوانین مربوط به حرکت و جاذبه زمین زمین نیوتن، قوانین پایستگی انرژی و تکانه، قوانین ترمودینامیک و قوانین ماکسول برای الکتریسیته و مغناطیس، همگی بطور کم یا زیاد، در پایان قرن 19 میلادی به نتیجه رسیده و کامل شدند. در حقیقت این معادلات جهانی را برای ما ترسیم می کردند که در آن اجسام بر اساس زمان و فضای مطلق و با قابلیت پیش بینی در حال حرکت و جابجایی بودند.از این قوانین جهت خلق ماشین هایی استفاده شد که در نهایت سبب ایجاد دو موج انقلابی در صنعت شدند. موج اول ماشینی که بوسیله بخار در حرکت بود و دومی آنکه با استفاده از جریان الکتریسیته کار می کرد. این قوانین قادر بودند فضاپیمایی را با درستی موقعیت بسیار بالا به انتهای منظومه شمسی ارسال کنند. این قوانین از لحاظ معادلات ریاضی بکار رفته به اندازه ای مستحکم و بی نقص می نمودند که هیچ قانونی به قانون دیگر تجاوز نکرده و دیگری را نقض نمی کرد. واقعیاتی که تا درجه بالایی از درستی و بوسیله انجام آزمایشات زیاد حاصل شده بودند.                          

Black-Body-Radiation

در پایان قرن 19 میلادی ،فیزیک به ظاهر در قله خود بسر می برد. به گونه ای که گزارشاتی در خصوص اظهار نظرهایی نظیر؛

” در حال حاضر هیچ چیز جدیدی برای کشف در فیزیک وجود ندارد. همه آنچه باقی مانده فقط اندازه گیری های دقیق و دقیق تر است”

نیز به گوش میرسید. این جملات به استناد مدارک موجود از مجمع بریتانیانی پیشرفت علم در سال 1900 میلادی، به لرد کلوین (1907-1824)  نسبت داده می شود. آلبرت مایکلسون (1931-1852) دانشمند آلمانی-آمریکایی هم عقیده ای مشابه آنچه گفته شد داشته است. البته گفته می شود که او این ایده را از کلوین گرفته است اما شواهدی کمی برای اثبات این ادعا در دسترس می باشد.

با ورود به قرن جدید مشخص شد کلوین نگفته بود که فیزیک به اتمام رسیده است. در حقیقت منظور او کاملا مخالف این مطلب بود. دو ابر، فضای آسمان فیزیک قرن 19 را اشغال کرده بود:

زیبایی و وضوح تئوری دینامیک، که گرما و نور را حالتی از حرکت و جابجایی معرفی می کرد، در حال حاضر بوسیله دو ابر در ابهام بسر می برد:

1-اولین چیزی که به استناد خاصیت موجی نور موجودیت می یافت و بوسیله فرنل و دکتر توماس یانگ مطرح گردید این سوال را پدید آورد که زمین چگونه می تواند از درون یک ماده کشسان، که در حقیقت اتر درخشان نامیده می شد، حرکت کند؟

2- ابهام دوم در خصوص رویکرد ماکسول-بولتزمن، با در نظر گرفتن تقسیم بندی و محدودکردن انرژی، بود.

کلوین به تشریح دو سوال، مرتبط با فیزیک زمانه خودش، پرداخت. سوالاتی که از نظر فنی بسیار پیچیده بودند به نحوی که نمی توان آنها را برای شخص عادی توضیح داد مگر اینکه مطالعاتی در خصوص فیزیک داشته باشد. اولی به بحث اتر درخشان که حالا دیگر بی اعتبار شده بود رجوع می کرد؛ و اما دومی عدم تونایی تئوری الکترمغناطیس در پیش بینی صحیح ویژگی های تابش دمایی را تشریح می نمود.

اساسا مبحث اول به این شکل است: نور یک موج است، نور برای انتشار به محیط انتشار نیاز دارد، این محیط به اتر درخشان معروف است، این محیط می باید به شدت سفت و صلب باشد (زیرا نور با سرعت بسیار بالا جابجا می شود) و همچنین به شدت رقیق باشد (زیرا نمی توانیم رد جابجا شدن نور را تشخیص بدهیم). فیزیک قرن 19 نمی توانست جوابی برای این مو ضوعات پیدا کند، بنابراین فیزیک در آن زمان به مخاطره افتاد.

پرتوی نوری که این ابر تیره را پراکنده کرد تئوری نسبیت بود که بوسیله آلبرت انیشتین مطرح شد. مطلبی که بوسیله این تئوری آشکار شد این حقیقت بود که بطور کلی اتری وجود ندارد، فضای مطلقی وجود ندارد، زمان مطلق بی معنی است، جرم پایسته نیست، انرژی پایسته نیست و در نهایت هیچ چیزی سریع تر از نور جابجا نمی شود. در حقیقت این تئوری انقلابی بزرگ در فیزیک بود.

و اما دومین ابر تاریک که بوسیله کلوین مطرح شده بود و کلوین از آن به دکترین ماکسول-بولتزمن یاد می کرد منجر به پیدایش مکانیک کواتنتوم- انقلابی ترین تئوری کل تاریخ فیزیک شد. حقایق اصلی که در این تئوری مطرح می شود این است که در واقع همه چیز بطور همزمان دارای خاصیت موجی و ذره ای است و در عین حال هیچ چیزی نمی تواند بطور قطع و مطلق قابل پیش بینی باشد.

پیدایش این دو تئوری انقلابی فیزیک را به دو قلمرو تقسیم بندی کرد. به تمامی تئوری هایی که پیش از خلق این دو تئوری، بسط و نشر یافته اند فیزیک کلاسیک گفته می شود. همچنین به تمامی تئوری هایی که از اصول اولیه تئوری های نسبیت و مکانیک کوانتوم بهره گرفته اند فیزیک مدرن گفته می شود. واژه مدرن به این دلیل انتخاب شد که پایه و اساس این نظریه ها در سه دهه اول قرن 20 میلادی بنیان گذاشته شد. فن آوری های جدیدی از قبیل نورهای الکتریکی، توسترها، یخچال ها، ماشین های دوخت، رادیو ها، تلفن ها، فیلم ها، دستگاه های ضبط صوت، هواپیماها، اتوموبیل ها، متروها، آسانسورها، آسمان خراش ها، نایلون، سلولوئید و غیره، شروع به پیدایش و موجودیت کردند. اوایل قرن 20 میلادی مملو از ایده ها و اختراعات انقلابی است. اختراعاتی که تصور زندگی بدون آن ها در حال حاضر غیر ممکن است. در حقیقت فیزیک مدرن فقط یک وجه از آغاز مدرنیته می باشد.

 
Albert_Abraham_Michelson
Lord_Kelvin
Einstein

ناکامی های فیزیک کلاسیک

حاشیه های فرسوده بر پرده فیزیک کلاسیک منجر به پیدایش فیزیک مدرن گردید:

نسبیت

  • عدم وجود حرکت مشهود در داخل اتر
  • تغییر جهت خط الراس عطارد

مکانیک کوانتوم

  • تابش جسم سیاه و فاجعه فرابنفش
  • اثر فوتوالکتریک
  • طیف گسسته اتمی و مسئله مدیریت اتم ها برای موجودیت
  • فروپاشی رادیو اکتیو

آنچه در خصوص تابش جسم سیاه میدانیم

  • شکل توضیع
  • تغییرات قله نمودار بر اساس قانون وین
  • مجموع توان خروجی که بر اساس قانون استفان-بولتزمن بیان می شود
blackbody-radiation-chart

جان استرات، لرد ریلی و جیمز جینز ، فاجعه فرابنفش

جسم سیاه در واقع جسم ایده عالیست که تمامی فرکانس ها را جذب و سپس گسیل می کند.از فیزیک کلاسیک می توان برای بیان معادله ای که شدت تابش جسم سیاه را به عنوان تابعی از فرکانس و در یک دمای ثابت تشریح می کند، استفاده نمود.اگرچه قانون ریلی-جیمز برای فرکانس های پایین بخوبی صدق می کند اما در فرکانس های بالاتر بصورت تابع ƒ² اختلاف پیدا می کند،این اختلاف و واگرایی برای فرکانس های بالا به فاجعه فرابنفش مشهور می باشد.

ویلهم وین، فاجعه فرو سرخ

در سال 1896 میلادی قانون توضیع تابش جدیدی را ارائه کرد. پلانک، که در زمان انجام این پروسه همکار وین بود، بعدها، در سال 1900 میلادی، تئوری کوانتوم را بر این اساس پایه گذاری کرد که قانون وین اگر چه برای فرکانس های بالا درست عمل می کند اما در مورد فرکانس های پایین کاملا شکست خورده و ناکارآمد است.

انرژی کوانتیده است

ماکس پلانک (1947-1858) ،آلمان. قانون توضیع انرژی در طیف نرمال:

گزاره پیش فرض…                               E = hf

 

و همچنین(از فرمول انیشتین داریم)                p = h/ λ                                                   

حال می خواهیم معادله طیف جسم سیاه را استخراج کنیم.

قانون پلانک شامل فرمولی است که تابش طیفی یک جسم در دمای معین را بر اساس تابعی از فرکانس(L f) و یا تابعی از طول موج(L λ) بیان می کند. فرمول مذکور دارای واحدی بر حسب توان بر استرادیان در سطح مقطع در فرکانس و یا توان بر استرادیان در سطح مقطع در متر(طول موج)، می باشد. 

  وقتی که این توابع در مجموع زاویه فضایی یک گوی( 4 استرادیان) ضرب شوند، به فرمول تابش طیفی (Ef or Eλ) دست پیدا می کنیم. این توابع دارای یکاهایی برحسب توان بر سطح مقطع در فرکانس و یا توان بر سطح مقطع در متر (طول موج)، می باشند:

اگر از دو طرف معادله فوق در بازه صفر تا بینهایت انتگرال گیری کنیم، نتیجه آن فرمول تابش و یا توان بر مساحت سطح مقطع است:

جواب معادله فوق برابر است با :

به مجموع جملات کسر ضرب شده در دما، ثابت استفان گفته می شود.

با جایگزینی این ثابت در فرمول اصلی و ضرب مساحت سطح مقطع در دو طرف معادله، به معادله قانون استفان-بولتزمن می رسیم:

از معادله قانون پلانک بر حسب طول موج مشق گیری می کنیم تا ماکزیمم نقطه طول موج،به عنوان تابعی از دما، معین شود.

از حل معادله فوق داریم:

جاییکه  از حل معادله غیر جبری زیر بدست می آید:

x = 4.965114231744276303698759131322893944055584986797250972814…

از ترکیب تمامی این ثابت ها در ثابت وین داریم:

و در نهایت قانون جابجایی وین که به شرح زیر است:

علاوه بر این ،لازم است تا Un (انرژی کل تابشی از جسم سیاه)به عنوان کمیت پیوسته ای که بطور نا محدود تفکیک پذیر می باشد،تفسیر نگردد. بلکه می باید آنرا کمیت گسسته ای از مقداری صحیح که خود شامل قسمت های متناهی برابر است، تعریف نمود. 

 

قانونی که در مورد دمای موثر بحث می کند. هیچ شیئی طیف تابشی جسم سیاه را بطور کامل و بی نقص گسیل نمی کند. همواره تغییراتی در منحنی تابش حاصل از تئوری  وجود خواهد داشت.مساحت زیر منحنی شدت طول موج برای منبع موجود تابش را برابر با مساحت زیر منحنی شدت طول موج برای جسم سیاه ایده آل قرار داده و معادله را برای بدست آوردن دمای مربوطه حل کنید. دمای موثر یک شیئ برابر است با دمای جسم سیاه ایده آل که انرژی را هم مرتبه شیئ موجود تابش می کند. قسمت های مختلف خورشید هم دارای دماهای متفاوتی هستند. از ترکیب آن ها ، دمای موثر خورشید برابر با 5778

خانم ها و آقایان،آکادمی سلطنتی علوم تصمیم گرفته است ، جایزه نوبل فیزیک را در سال 1918 ، به دکتر ماکس پلانک،پروفسور در دانشگاه برلین ، برای کار ایشان در زمینه تثبیت و گسترش تئوری کوانتای اولیه ، تقدیم کند. از زمانی که کیرشهف به ما این مژده را داد که ” شدت تابش از یک جسم سیاه تنها به طول موج تابش و دمای جسم تابش کننده بستگی دارد “، پیش بینی تئوریکال رفتار تابشی، منشا پدید آمدن بسیاری از کشف های نوآورانه شده است. در اینجا ذکر این نکته را لازم میدانم که به اصل دوپلر اشاره کنم که باعث تغییر برداشت ما از طبیعت نور گردید بطوریکه در حال حاضر در تئوری الکترومغناطیسی نور که بوسیله مرد بزرگ علم ، ماکسول ، فرمول نویسی گردید و الهام گیری از قانون استفان بوسیله بولتزمن و در نهایت قانون تابش وین ، اثرات آنرا مشاهده می کنیم.همانطور که از قبل هم مشخص بود،این موضوع نمی توانست دقیقا با واقعیت تطابق داشته باشد،اما در واقع یک ترجیح بود، همانند آن قانون تابشی که توسط لرد ریلی مطرح گردید، در حقیقت پلانک به جستجوی مورد خاصی از قانون کلی تابش پرداخت و در نهایت در سال 1900 ، فرمول ریاضی برای آن نوشت و تئوری خودرا بر طبق همین فرمول ها بسط داد.فرمول شامل دو ثابت بود، اولی عدد مولکول های موجود در یک گرم مولکول از ماده را معرفی می نمود. پلانک همچنین اولین شخصی است که از طریق رابطه ای که ارائه داد،موفق به محاسبه بسیار دقیق عددی ثابت معروف به عدد آووگادرو گردید.ثابت دوم،ثابت پلانک بود، که پس از مطرح کردن آن توسط ایشان مشخص گردید که شاید اهمیتی بیشتر از ثابت اول نیز دارد. رابطه  ، جاییکه  فرکانس لرزش تابش می باشد،در واقع کوچک ترین مقدار گرمایی می باشد که در فرکانس لرزشی  قابل تابش می باشد.این نتیجه گیری تئوریکال بطور کاملا صریح در مقابل برداشت اولیه ما از پدیده تابش قرار می گیرد.اما نتایج تجربی بدست آمده بعدی، موجب پذیرش همگانی تئوری تابش پلانک گردید.

 

کلوین بدست می آید.

 

سخنرانی دکتر اکستراند، رئیس آکادمی سلطنتی علوم سوئد در هنگام معرفی برنده جایزه نوبل فیزیک در سال 1918 میلادی.

 

با بهره گیری از مکانیک استاتیک، پلانک موفق به استخراج معادله ای شبیه به معادله ریلی – جینز گردید، اما با اضافه نمودن پارامتری تنظیم کننده به آن،پارامتر . پلانک دریافت که برای مقدار  ، داده ناشی از تجربه، قابل بازآوری است. با همه این تفسیر، پلانک قادر به ارائه توجیهی برای فرض خود مبنی بر کوانتیده بودن انرژی نبود. فیزیکدان ها ایده اورا در خصوص کوانتیده بودن انرژی جدی نگرفتند، تا زمانیکه انیشتین برای توضیح اثر فوتوالکتریک،متوسل به همان فرضی شد که چندی پیش پلانک آنرا مطرح کرده بود.

 

99,584 دیدگاه برای «تابش جسم سیاه»

  • Seobix
    آگوست 22, 2025 در t 7:25 ب.ظ
    Permalink

    Привет всем!
    Долго думал как поднять сайт и свои проекты и нарастить DR и узнал от успещных seo,
    энтузиастов ребят, именно они разработали недорогой и главное top прогон Хрумером – https://www.bing.com/search?q=bullet+%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D0%BE%D0%BD
    Программы для линкбилдинга, такие как Xrumer, экономят ваше время на создании ссылок. Прогон ссылок Хрумером помогает повысить DR и улучшить показатели Ahrefs. Массовая рассылка на форумах ускоряет процесс линкбилдинга. Увеличение ссылочной массы с помощью Xrumer – это быстро и удобно. Используйте Xrumer для успешного SEO-продвижения.
    автоматическое продвижение сео, продвижения сайта исполнители, стратегии линкбилдинг
    линкбилдинг сео, раскрутка сайта раскрутить сайт, антивирус скачать бесплатно с официального сайта dr web
    !!Удачи и роста в топах!!

  • Mickeyplers
    آگوست 22, 2025 در t 7:36 ب.ظ
    Permalink

    Если человек страдает от алкоголизма, запойное состояние требует незамедлительного вмешательства, особенно если признаки токсического отравления начинают угрожать жизни. Признаки запоя — это не только физическая зависимость, но и эмоциональные и психические расстройства, такие как тревога, агрессия и галлюцинации.
    Разобраться лучше – http://алко-ребцентр.рф

  • RichardnAx
    آگوست 22, 2025 در t 7:39 ب.ظ
    Permalink

    Для семей аренда игр — это оптимальный способ всегда иметь под рукой новые проекты для совместного времяпрепровождения. Если у вас есть дети, можно оформить аренду детским играм, а потом сменить их на новые.

    Также аренда игр полезна для тех, кто хочет понять, стоит ли покупать игру. Не всегда проект оправдывает ожидания, и именно аренда даёт возможность не тратить лишнее.

    На https://gamehaul.ru/ регулярно обновляется список игр. Поэтому каждый сможет подобрать для себя нужную игру — будь то динамичный экшен.

    В итоге аренда игр для PS4/PS5 — это доступно, интересно и актуально.

  • ScottTinox
    آگوست 22, 2025 در t 7:43 ب.ظ
    Permalink

    Спасли мой вечер – доставили букет за 35 минут!

    купить пионы

  • StephenAbods
    آگوست 22, 2025 در t 8:04 ب.ظ
    Permalink

    Такие признаки требуют экстренного вмешательства, чтобы не допустить ухудшения состояния и сохранить жизнь пациента.
    Получить дополнительные сведения – http://наркология-помощь.рф/

  • Chriseliff
    آگوست 22, 2025 در t 8:11 ب.ظ
    Permalink

    В Наркологическом центре “Вторая жизнь” работают высококвалифицированные специалисты с опытом в области наркологии и психиатрии. Все врачи имеют профильное образование и постоянно повышают свою квалификацию. Основные преимущества нашей команды:
    Получить больше информации – вывод из запоя на дому

  • Kennethputty
    آگوست 22, 2025 در t 8:25 ب.ظ
    Permalink

    В нашем центре ведут приём врачи-наркологи высшей категории, обладающие многолетним опытом лечения различных видов зависимостей. Они владеют всеми современными методиками детоксикации, купирования абстинентного синдрома, кодирования, фармакотерапии.
    Получить дополнительные сведения – https://alko-reabcentr.ru/vivod-iz-zapoya-na-domu-v-Sankt-Peterburge

  • The Lost Generator
    آگوست 22, 2025 در t 8:36 ب.ظ
    Permalink

    The Lost Generator sounds like a fascinating and practical solution,
    especially for anyone looking for energy independence. I like how it focuses on creating a
    reliable backup source without heavy reliance on traditional power grids.
    It seems like a smart investment for both emergency preparedness and long-term savings.

  • WayneDanty
    آگوست 22, 2025 در t 8:42 ب.ظ
    Permalink

    В нашем медицинском центре работают высококвалифицированные специалисты в области наркологии и психиатрии. Все врачи имеют профильное образование, а также опыт работы в клиниках и реабилитационных центрах. Основные преимущества нашей команды:
    Получить дополнительные сведения – https://alko-specialist.ru/vivod-iz-zapoya-v-kruglosutochno-v-simferopole

  • DavidMig
    آگوست 22, 2025 در t 8:50 ب.ظ
    Permalink

    Среди основных задач клиники выделяются помощь людям, страдающим от хронического алкоголизма, наркозависимости, игромании и других расстройств. Мы осознаём, что каждый случай уникален, и подходим к каждому пациенту индивидуально, предлагая персонализированные программы лечения, учитывающие все аспекты его состояния. Основное внимание уделяется не только физическому, но и психологическому состоянию пациента, что позволяет более эффективно преодолевать зависимость.
    Детальнее – вывод из запоя на дому недорого

  • WilliamInown
    آگوست 22, 2025 در t 9:15 ب.ظ
    Permalink

    Длительное употребление алкоголя вызывает острую интоксикацию организма, что может привести к тяжёлым последствиям для здоровья. В таких случаях важно не откладывать лечение, а обратиться за квалифицированной медицинской помощью.
    Подробнее тут – http://наркология-дома.рф

  • 7 (499) 638-25-37
    آگوست 22, 2025 در t 9:18 ب.ظ
    Permalink

    Приобретите автоматические жалюзи рулонного типа и насладитесь комфортом и современными технологиями в своем доме.
    Умные рулонные шторы с электроприводом — это удобное и практичное решение для вашего дома. Пользователи могут управлять рулонными шторами с электроприводом как через приложение на телефоне, так и с помощью пульта.

    Главное достоинство рулонных штор с электроприводом заключается в удобстве использования. Вы легко можете изменять угол наклона штор, не покидая комфортного места.

    Кроме того, эти изделия могут работать в режиме автоматизации. Настройка автоматического режима работы штор позволяет вам не беспокоиться о их управлении.

    Эти шторы могут стать частью вашей системы “умный дом”, что добавляет дополнительный уровень комфорта. Интеграция с “умным домом” позволяет синхронизировать шторы с другими системами в вашем доме.

  • JeremySpoth
    آگوست 22, 2025 در t 9:35 ب.ظ
    Permalink

    Проблемы зависимости – актуальная проблема, разрушающая жизнь. Наш подход – комплексное лечение для успешного результата. Борьба с зависимостью – это долгий путь, требующий медицинской и психологической поддержки. “Перезагрузка” стремится предоставить безопасное пространство, где каждый сможет получить поддержку. Наша цель – не просто избавить от зависимости, а восстановить полноценную жизнь. Комплексная диагностика позволяет создать индивидуальные планы лечения. План лечения включает медикаменты для детоксикации и психотерапию для изменения мышления.
    Подробнее тут – вывод из запоя дешево краснодар

  • ruseloro
    آگوست 22, 2025 در t 9:41 ب.ظ
    Permalink

    Вот отличный материал, который проливает свет на ситуацию:

    Для тех, кто ищет информацию по теме “idalgogrif.ru”, нашел много полезного.

    Вот, можете почитать:

    https://idalgogrif.ru

    Интересно было бы узнать ваше мнение.

  • Select smokes canada
    آگوست 22, 2025 در t 9:44 ب.ظ
    Permalink

    It’s going to be ending of mine day, but before ending I am reading
    this great article to improve my knowledge.

  • echolink florida
    آگوست 22, 2025 در t 9:52 ب.ظ
    Permalink

    Empowering Amateur Radio Enthusiasts, Echolink Florida connects you to the best amateur radio services.
    Discover our conference server located in Colorado
    Springs, Colorado, powered by AT&T First Net Fiber Network.

  • Matthewagila
    آگوست 22, 2025 در t 10:09 ب.ظ
    Permalink

    Процесс лечения организован по отлаженной схеме, которая включает несколько последовательных этапов для быстрого и безопасного вывода из запоя:
    Подробнее тут – вывод из запоя санкт-петербург.

  • tinder not
    آگوست 22, 2025 در t 10:09 ب.ظ
    Permalink

    They even have strong household values, which is why lots of them choose to remain in Costa Rica quite than leaving their home country.
    Why would this catch declare his new restraint from relationship hot women? In couple chat room this text,
    we’ll check out a few of the most effective does tinder notify screenshots dating sites for milfs, in addition to some
    ideas and tricks on how to make your experience profitable.
    You do not wish to scrub as you may wash away the abrasives that make
    these instruments helpful. On tools that require a
    grip, such as brooms and mops, tape a layer of thin foam rubber around the handles and fasten with tape.
    You’ll probably end up with a face shield, which supplies probably the most protection; goggles, which can be worn over sunglasses; or
    security riding glasses, which use foam around the eyepieces to scale back wind.
    All too usually, all the pampering and preparation that goes
    into a pedicure, be it in a salon or at house, will get
    ruined at the very end because nobody has the patience for
    the drying course of. In spite of everything, you’ve got labored
    too arduous to spoil all of it at the tip. Shortly after infection happens, the physique produces
    syphilis antibodies which are detected with a blood test.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.