Svart lekam
Ein svart lekam er i fysikk ein lekam som absorberer all stråling som fell på han. Ingen elektromagnetisk stråling passerer gjennom og ingenting vert reflektert. Sidan ikkje noko lys vert reflektert eller transmittert, vil lekamen ha ein svart utsjånad når han er kald. Når ein lekam absorberer all elektromagnetisk stråling uansett bølgjelengd, vert han òg kalla ein absolutt svart lekam.
Om ein svart lekam er varm gjer desse eigenskapane han til ei ideell kjelde for varmestråling. Om ein perfekt svart lekam ved ein viss temperatur er omgjeve andre lekamar i termisk likevekt ved same temperatur, vil han i snitt stråle ut nøyaktig like mykje som han absorberer ved alle bølgjelengder. Sidan absorpsjonen er lett å forstå — alle stråler som treffer lekamen vert absorbert — er emisjonen, eller utstrålinga, like enkel å forstå.
Ein svart lekam med temperatur T emitterer nøyaktig dei same bølgjelengdene og med same intensitet som ein ville ha i omgjevnader i likevekt med temperatur T, og som ville vorte absorbert av lekamen. Sidan strålinga i slike omgjevnader har eit spekter som berre er avhengig av temperatur, er temperaturen til lekamen direkte relatert til bølgjelengdene til lyset som vert emittert. Ved romtemperatur emitterer svarte lekamar infraraudt lys, men ved temperaturar på eit par hundre grader Celsius byrjar svarte lekamar å emittere synlege bølgjelengder, først raudt, og etter kvart som han vert varmare oransje, gult, kvitt og til slutt blått. Vert lekamen enno varmare strålar han ultrafiolett lys.
Uttrykket «svart lekam» vart introdusert av Gustav Kirchhoff i 1860. Lyset emittert av ein svart lekam vert kalla svartlekamstråling.
Om ein opnar eit lite vindauge i ein omn, så har alt lys som kjem gjennom vindauget særs lågt sannsyn for å forlate omnen igjen utan å verte absorbert. Derfor fungerer slike hol som ein ideell svartlekamradiator.
Svartlekamstråling gjev innsikt i tilstandar av termisk likevekt i eit kontinuerleg felt. I klassisk fysikk vil kvar enkelt fouriermodus i termisk likevekt ha same energi, som fører til meiningslause resultat sidan det vil gje ei uendeleg energimengd i alle kontinuerlege felt. Svarte lekamar kan teste eigenskapane til termisk likevekt fordi dei emitterer stråling som er termisk fordelt. Studiar av lovene til svarte lekamar førte til kvantemekanikk.
Bruken av omgrepet svart lekam varierer, og det vert ofte avgrensa til spesielle bølgjeband. Då treng ikkje overflata vere svart i det heile. Snø er til dømes nær svart i den infraraude delen av spekteret.
Ein grå lekam er ein lekam der α, ρ og τ er konstante for alle bølgjelengder. Dette omgrepet vert også nytta for ein lekam der α er uavhengig av temperatur og bølgjelengd.
Sjå òg
endreKjelder
endre- Delar av denne artikkelen bygger på «Black body» frå Wikipedia på engelsk, den 20. februar 2008.
- Kåre Utaaker (1991). Mikro- og lokalmeteorologi - Det atmosfæriske miljø på liten skala. Bergen: Alma Mater. ISBN 82-419-0063-5.