Zračenje crnog tijela
<s>Zračenje crnog tijela (eng. black-body radiation; također potpuno zračenje, temperaturno zračenje) je toplinsko elektromagnetsko zračenje neprozirnog, nereflektirajučeg, idealiziranog crnog tijela u termodinamičkoj ravnoteži sa okolinom.</s><s>Spektar i jakost (intenzitet) zračenja takvog tijela regulira samo njegova temperatura.</s><s>Pojam zračenje crnog tijela prvi je upotrijebio njemački fizičar Gustav Kirchhoff 1860.</s><s>Toplinsko zračenje koje emitiraju mnogi svakodnevni predmeti približno odgovara zračenju crnog tijela veličine i temperature tog predmeta.</s><s>Crno tijelo pri sobnoj temperaturi izgleda crno, jer zrači jedino energiju infracrvenog spektra, koju ljudsko oko ne vidi.</s><s>Kad mu se temperatura povisi, izgleda mutno crveno.</s><s>Ako nastavimo povisivati temperaturu, postat će plavobijelo.</s><s>Crne rupe su gotovo savršena crna tijela jer absorbiraju svo zračenje na svom putu.</s><s>Pretpostavlja se da one emitiraju zračenje (nazvano Hawkingovo zračenje), čija temperatura ovisi o masi crne rupe.</s>

<s>Apsolutno crno tijelo</s>

<s>Da zrake svjetlosti prenose energiju, vidi se po tome što zagrijavaju tijela na koja padaju.</s><s>Što je viša temperatura tijela, to će svaki njegov mm2 emitirati veću energiju u okolni prostor.</s><s>Kod toga se tijelo ohlađuje, jer gubi toplinsku energiju pretvaranjem u energiju zračenja (radijacije) koja se širi na sve strane.</s><s>Drugo tijelo koje apsorbira energiju zračenja ugrije se, jer se primljena energija zračenja pretvara u toplinu.</s><s>Tijelo na koje padaju zrake zračenja apsorbira onaj dio energije koji kroz to tijelo ne prolazi i koji se ne odbija (reflektira).</s>

<s>Fizikalno tijelo koje ne propušta nikakve zrake svjetlosti niti ih odbija (reflektira), već ih potpuno upija (apsorbira) zove se apsolutno crno tijelo.</s><s>Takvo tijelo kod zagrijavanja emitira najveću količinu energije od svih ostalih tijela, pa služi za ocjenu zračenja drugih tijela.</s><s>Apsolutno crnog tijela nema, ali takvo tijelo prestavljamo metalnim cilindrom koji je zatvoren sa svih strana i ima mali otvor na jednom kraju.</s><s>Unutrašnjost cilindra je potpuno začađena, a toplina se proizvodi pomoću električne struje, koja prolazi kroz žicu omotanu oko cilindra.</s><s>Cijeli aparat mora biti dobro toplinski izoliran da se toplina ne gubi odvođenjem.</s>

<s>Svako fizikalno tijelo koje ima izvjesnu temperaturu zrači toplinske zrake.</s><s>Količina topline ovisi o kakvoći, veličini i obliku površine kao i o temperaturi tijela.</s><s>Tamne hrapave površine zrače više topline nego svijetle i polirane.</s><s>Tijelo površine 1 m2 i apsolutne temperature T (u kelvinima) zrači toplinsku energiju Q (u W/m2):</s>

<s>Toplina koju isijava 1 m2 apsolutno crnog tijela u 1 sekundi razmjerna je četvrtoj potenciji apsolutne temperature.</s><s>To je Stefan-Boltzmannov zakon. σ je Stefan–Boltzmannova konstanta koja iznosi:</s>

<s>Kod tijela koja nisu apsolutno crna zračena je toplina manja, pa se umjesto σ uzima manji faktor ε∙σ, gdje je ε < 1. Sljedeća tablica daje nam neke vrijednosti za ε:</s>

<s>Ispitivanjem zračenja apsolutno crnog tijela dobiva se dijagram, gdje su na osi apscisa nanesene valne duljine u mikronima, a ordinati pripadna energija zračenja U. Iz dijagrama vidimo da se povišenjem temperature maksimum energije zračenja pomiče prema kraćim valnim duljinama.</s><s>To vrijedi ne samo za crno tijelo nego i za druga tijela.</s><s>U to se možemo uvjeriti zagrijavanjem željeza.</s><s>Kod postepenog zagrijavanja željezo će emitirati najprije nevidljive infracrvene, zatim crvene, pa žute zrake i konačno cijeli spektar, to jest bijelu svjetlost.</s><s>Da iz tijela izbijaju zrake svjetlosti treba da ga ugrijemo preko 500 °C. Sunce i zvijezde vladaju se kao apsolutno crna tijela jer sa svoje površine emitiraju svu energiju koju primaju iz užarene unutrašnjosti.</s>

<s>Izvori</s>

<s>Fizika
Kvantna mehanika
Elektromagnetsko zračenje</s>

