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.

 

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.

 

101,113 دیدگاه برای «تابش جسم سیاه»

  • سپتامبر 2, 2025 در t 6:52 ق.ظ
    Permalink

    Thanks designed for sharing such a fastidious thought, post is pleasant, thats why i
    have read it entirely

  • سپتامبر 2, 2025 در t 6:54 ق.ظ
    Permalink

    Многие недооценивают последствия запоя, особенно если речь идёт о человеке, который ранее не испытывал серьёзных проблем со здоровьем. Однако даже несколько дней непрерывного употребления алкоголя способны вызвать тяжёлые системные сбои. Нарушается кислотно-щелочной и водно-солевой баланс, кровь становится густой, затрудняется работа сердца. Печень перестаёт эффективно обезвреживать токсины, и продукты распада этанола поступают в мозг, вызывая когнитивные и поведенческие нарушения.
    Ознакомиться с деталями – капельница от запоя цена московская область

  • سپتامبر 2, 2025 در t 7:22 ق.ظ
    Permalink

    Claim code and bet now with this exclusive sportsbook promo. New users can use this betting gift to start strong. Limited offer — don’t miss out on your reward. https://www.imdb.com/list/ls4102069426/ Bet promo code no wagering requirements

  • سپتامبر 2, 2025 در t 7:23 ق.ظ
    Permalink

    заказ цветов в москве Если вам нужны цветы в большом количестве, например, для оформления мероприятия, рассмотрите возможность покупки оптом. Это позволит сэкономить значительную сумму. Редкие и экзотические цветы в Москве: Где найти и сколько стоит

  • سپتامبر 2, 2025 در t 7:24 ق.ظ
    Permalink

    J’adore le casino TonyBet, on dirait un plaisir de jeu constant. Les options de jeu sont nombreuses, avec des machines a sous modernes. Les agents sont reactifs, avec des reponses claires. On recupere ses gains vite, occasionnellement les recompenses pourraient etre plus frequentes. En gros, TonyBet est une valeur sure pour ceux qui aiment parier ! De plus, le design est attractif, facilitant chaque session de jeu.
    tonybet welcome bonus|

  • سپتامبر 2, 2025 در t 7:44 ق.ظ
    Permalink

    Je suis fan de le casino TonyBet, ca offre une experience de jeu incroyable. Le choix de jeux est impressionnant, incluant des slots ultra-modernes. Le personnel est tres competent, repondant rapidement. Les paiements sont fluides, neanmoins les offres pourraient etre plus genereuses. Dans l’ensemble, TonyBet vaut vraiment le coup pour ceux qui aiment parier ! Par ailleurs, l’interface est fluide, ajoutant une touche de confort.
    tonybet com|

  • سپتامبر 2, 2025 در t 7:55 ق.ظ
    Permalink

    Вернуть здоровье и силы за одну процедуру позволяет грамотное сочетание препаратов, подобранное индивидуально под каждого пациента. Врач-нарколог оценивает тяжесть интоксикации, измеряет артериальное давление, пульс и уровень насыщения крови кислородом, а при необходимости назначает экспресс-анализы. На основании этих данных создаётся персональный раствор для инфузии:
    Узнать больше – капельница от запоя вызов

  • سپتامبر 2, 2025 در t 8:11 ق.ظ
    Permalink

    Самостоятельно выйти из запоя — почти невозможно. В Нижнем Новгороде врачи клиники проводят медикаментозный вывод из запоя с круглосуточным выездом. Доверяйте профессионалам.
    Изучить вопрос глубже – вывод из запоя капельница

  • سپتامبر 2, 2025 در t 8:12 ق.ظ
    Permalink

    Bet smart with our betting reward deal. Whether you’re into football, tennis, or live sports, this exclusive offer gives you extra cash for every wager. Claim today and win more. https://www.imdb.com/list/ls4102069984/ Bet promo without deposit

  • سپتامبر 2, 2025 در t 8:24 ق.ظ
    Permalink

    https://postheaven.net/viliagupvb/how-contractors-can-boost-reputation-through-national-rankings

    It’s every homeowner’s wish of having a high-quality countertop that enhances their kitchen or bathroom.

    Did you know that in the latest ranking, only just a fraction companies earned a spot in the Top Countertop Contractors Ranking out of thousands evaluated? That’s because at we set a very high bar.

    Our ranking is transparent, kept current, and built on dozens of criteria. These include reviews from Google, Yelp, and other platforms, affordability, customer service, and craftsmanship. On top of that, we conduct thousands of phone calls and 2,000 estimate requests through our mystery shopper program.

    The result is a benchmark that benefits both homeowners and installation companies. Homeowners get a reliable way to choose contractors, while listed companies gain credibility, SEO visibility, and even more inquiries.

    The Top 500 Awards spotlight categories like Veteran Companies, Best Young Companies, and Budget-Friendly Pros. Winning one of these honors means a company has achieved unmatched credibility in the industry.

    If you’re ready to hire a countertop contractor—or your company wants to stand out—this site is where credibility meets visibility.

  • سپتامبر 2, 2025 در t 8:41 ق.ظ
    Permalink

    Самостоятельно выйти из запоя — почти невозможно. В Нижнем Новгороде врачи клиники проводят медикаментозный вывод из запоя с круглосуточным выездом. Доверяйте профессионалам.
    Выяснить больше – наркология вывод из запоя нижний новгород

  • سپتامبر 2, 2025 در t 8:41 ق.ظ
    Permalink

    https://telegra.ph/Why-Customer-Experience-Defines-a-Contractors-Ranking-Position-08-25

    Did you know that in 2025, only around 2,000 companies earned a spot in the Top Countertop Contractors Ranking out of over ten thousand evaluated? That’s because at we set a very high bar.

    Our ranking is independent, constantly refreshed, and built on more than 20 criteria. These include reviews from Google, Yelp, and other platforms, quotes, responsiveness, and craftsmanship. On top of that, we conduct thousands of phone calls and multiple estimate requests through our mystery shopper program.
    The result is a standard that benefits both clients and fabricators. Homeowners get a safe way to choose contractors, while listed companies gain prestige, digital exposure, and even new business opportunities.

    The Top 500 Awards spotlight categories like Best Old Contractors, Emerging Leaders, and Value Leaders. Winning one of these honors means a company has achieved rare credibility in the industry.

    If you’re looking for a countertop contractor—or your company wants to earn recognition—this site is where trust meets growth.

  • سپتامبر 2, 2025 در t 9:00 ق.ظ
    Permalink

    Затяжной запой опасен для жизни. Врачи наркологической клиники в Нижнем Новгороде проводят срочный вывод из запоя — на дому или в стационаре. Анонимно, безопасно, круглосуточно.
    Разобраться лучше – вывод из запоя на дому цена нижний новгород

  • سپتامبر 2, 2025 در t 9:04 ق.ظ
    Permalink

    Exclusive betting bonus is here! Redeem it now and get your sportsbook reward instantly. No hassle, just pure action — perfect for football and live betting lovers! https://www.imdb.com/list/ls4106885646/ Promo code sports betting no deposit bonus

  • سپتامبر 2, 2025 در t 9:31 ق.ظ
    Permalink

    Hi there, of course this piece of writing is genuinely fastidious and I have learned lot of things
    from it about blogging. thanks.

  • سپتامبر 2, 2025 در t 10:22 ق.ظ
    Permalink

    В Химках многие уже обращались за помощью в Stop Alko — здесь умеют мягко и безопасно вывести из запоя, сохранив здоровье пациента.
    Узнать больше – вывод из запоя дешево

  • سپتامبر 2, 2025 در t 10:28 ق.ظ
    Permalink

    Link Pyramid Backlinks SEO Pyramid Backlink For Google
    Quality backlinks to your website on a wide range of resources.

    We use strictly platforms from which there will be no issues from the platform moderators!!!

    Backlinks in 3 simple phases

    Phase 1 – Links to blog posts (Posting an piece of content on a topic with an anchored and non-anchor link)

    Step 2 – Backlinks through redirects of trusted websites with domain rating DR 9-10, for example

    Phase 3 – Submitting an example on SEO analysis platforms –

    Analysis platforms provide the sitemap to the search crawlers, and this is crucial.

    Note for step 3 – only the main page of the website is placed on the analysis tools; secondary pages can’t be submitted.

    I carry out these three phases step-by-step, in all there will be 10K-30K inbound links from these 3 stages.

    This SEO tactic is the most powerful.

    I will provide the placement on data sources in a text file.

    Catalog of site analyzers 50-200 platforms.

    Submit a progress report via majestic, semrush , or ahrefs If one of the services has fewer links, I report using the tool with more backlinks because what’s the point of the lag?

  • سپتامبر 2, 2025 در t 10:29 ق.ظ
    Permalink

    Запой — одно из самых опасных проявлений алкогольной зависимости. Он сопровождается глубокой интоксикацией организма, нарушением работы сердца, печени, головного мозга и других жизненно важных систем. Когда человек не может остановиться самостоятельно, а организм больше не справляется с нагрузкой, требуется медицинская помощь. В наркологической клинике «Спасение» в Мытищах мы проводим экстренные процедуры инфузионной терапии, позволяющие эффективно и безопасно вывести пациента из состояния запоя. Капельница — это первый шаг на пути к восстановлению здоровья и возвращению к нормальной жизни.
    Получить больше информации – врач на дом капельница от запоя

  • سپتامبر 2, 2025 در t 10:39 ق.ظ
    Permalink

    Самостоятельно выйти из запоя — почти невозможно. В Нижнем Новгороде врачи клиники проводят медикаментозный вывод из запоя с круглосуточным выездом. Доверяйте профессионалам.
    Получить больше информации – срочный вывод из запоя

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.