Avainero – musta runko vs harmaa runko
Termejä musta kappale, valkoinen kappale ja harmaa kappale käsitellään eri aineiden absorptiosta, emissiosta tai heijastuksesta. Musta kappale on idealisoitu fyysinen kappale (objekti), joka voi absorboida kaiken tulevan sähkömagneettisen säteilyn. Harmaa kappale on kappale (objekti), joka lähettää säteilyä kullakin aallonpituudella vakiosuhteessa, joka on pienempi kuin yksikkö suhteessa mustan kappaleen emittoimaan samoissa lämpötiloissa. Avainero mustan ja harmaan kehon välillä on se, että musta keho on ihanteellinen fyysinen keho, kun taas harmaa keho on ei-ihanteellinen fyysinen keho.
Mikä on Black Body?
Musta kappale on idealisoitu fyysinen kappale (objekti), joka voi absorboida kaiken tulevan sähkömagneettisen säteilyn. Tämä absorptio tapahtuu suhteessa säteilyn taajuuteen ja tulokulmaan. Tämä tarkoittaa, että mustan kappaleen säteilyn absorptio on riippumaton suunnasta, josta säteily tulee, ja säteilyn aallonpituudesta. Musta runko on heijastamaton runko. Sitä vastoin valkoinen kappale on fyysinen kappale (esine), jolla on karkea pinta, joka heijastaa kaiken tulevan sähkömagneettisen säteilyn. Heijastus on täydellinen ja tasainen kaikkiin suuntiin.
Musta kappale, joka on vakiolämpötilassa, voi lähettää absorboitunutta sähkömagneettista säteilyä. Siksi se on täydellinen absorboija ja täydellinen säteilijä. Tämä säteilevä säteily tunnetaan mustan kappaleen säteilynä. Mustan kappaleen säteily tapahtuu antamalla tietyn spektrin ja tietyt intensiteetit tietyssä lämpötilassa.
Mustan kappaleen lähettämä säteily noudattaa Planckin lakia. Planckin laki sanoo, että mustan kappaleen spektrin määrää vain mustan kappaleen lämpötila, ei mustan kappaleen muoto tai koostumus. Mustalla kappaleella, joka on vakiolämpötilassa (lämpötasapainossa), on seuraavat tunnusomaiset ominaisuudet.
- Musta kappale on ihanteellinen säteilijä – se lähettää säteilyä kaikilla mahdollisilla taajuuksilla, joita samassa lämpötilassa oleva kappale voi lähettää
- Musta kappale on diffuusi säteilijä – se lähettää saman taajuuden joka suuntaan (isotrooppinen säteily).
Kuva 01: Planckin mustan rungon käyrät eri lämpötiloissa
Mustan ruumiin toteutuminen on mustien ruumiiden käsitteen todellinen ruumiillistuma. Toisin sanoen mustan ruumiin toteutus antaa esimerkkejä mustan rungon esiintymisestä todellisessa maailmassa (koska musta ruumis on ihanteellinen käsite). Alla on joitain esimerkkejä:
- Tähdet
- Planeetat
- Mustat aukot
Mikä on Grey Body?
Harmaa kappale on kappale (objekti), joka lähettää säteilyä kullakin aallonpituudella vakiosuhteessa, joka on pienempi kuin yksikkö suhteessa mustan kappaleen emittoimaan samoissa lämpötiloissa. Harmaa kappale on fyysinen kappale, jonka pinnan absorptiokyky ei muutu tulevan säteilyn lämpötilan ja aallonpituuden vaihtelun mukaan.
Toisin kuin musta runko, harmaa runko ei ole ihanteellinen säteilijä tai epätäydellinen säteilijä. Tämä johtuu siitä, että harmaa keho voi imeä osan vastaanottamastaan energiasta ja myös heijastaa osaa energiasta. Harmaa kappale lähettää vain osan absorboimastaan säteilystä. Harmaa kappaletta pidetään läpinäkymättömänä esineenä.
Mikä on samank altaisuus mustan ja harmaan rungon välillä?
Sekä Black Body että Grey Body ovat esineitä, jotka voivat absorboida ja lähettää säteilyä
Mitä eroa on mustalla ja harmaalla vartalolla?
Musta runko vs harmaa vartalo |
|
| Musta kappale on idealisoitu fyysinen kappale (objekti), joka voi absorboida kaiken tulevan sähkömagneettisen säteilyn | Harmaa kappale on kappale (objekti), joka lähettää säteilyä kullakin aallonpituudella vakiosuhteessa, joka on pienempi kuin yksikkö suhteessa mustan kappaleen emittoimaan samoissa lämpötiloissa. |
| Periaate | |
| Musta ruumis on ihanteellinen fyysinen keho. | Harmaa vartalo ei ole ihanteellinen fyysinen keho. |
| Imeytyminen | |
| Musta kappale voi absorboida kaiken tulevan sähkömagneettisen säteilyn. | Harmaa vartalo voi osan tulevasta säteilystä. |
| Päästöt | |
| Musta kappale voi lähettää säteilyä kaikilla mahdollisilla taajuuksilla, joita samassa lämpötilassa oleva kappale voi lähettää, ja se lähettää saman taajuuden joka suuntaan. | Harmaa vartalo voi lähettää osan absorboituneesta säteilystä. |
Yhteenveto – Black Body vs Grey Body
Musta kappale on ihanteellinen fyysinen kappale, joka voi absorboida kaiken tulevan säteilyn ja lähettää säteilyä kaikkiin mahdollisiin suuntiin isotrooppisesti. Harmaa kappale ei ole ihanteellinen kohde, joka voi absorboida osan tulevasta säteilystä ja lähettää vain osan säteilystä. Ero mustan ja harmaan kehon välillä on se, että musta keho on ihanteellinen fyysinen ruumis, kun taas harmaa keho on ei-ihanteellinen fyysinen keho.
