Nøgleforskel – Black Body vs Grey Body
Begreberne sort krop, hvid krop og grå krop diskuteres med hensyn til absorption, emission eller reflektion af stråling fra forskellige stoffer. En sort krop er en idealiseret fysisk krop (objekt), der kan absorbere al den indfaldende elektromagnetiske stråling. Et gråt legeme er et legeme (objekt), der udsender stråling ved hver bølgelængde i et konstant forhold mindre end en til det, der udsendes af et sort legeme ved de samme temperaturer. Den vigtigste forskel mellem en sort krop og en grå krop er, at sort krop er en ideel fysisk krop, mens den grå krop er en ikke-ideel fysisk krop.
Hvad er Black Body?
En sort krop er en idealiseret fysisk krop (genstand), der kan absorbere al den indfaldende elektromagnetiske stråling. Denne absorption sker med hensyn til frekvensen og indfaldsvinklen af strålingen. Det betyder, at et sort legemes absorption af stråling er uafhængig af den retning, strålingen kommer fra, og bølgelængden af strålingen. En sort krop er en ikke-reflekterende krop. I modsætning hertil er et hvidt legeme et fysisk legeme (et objekt), der har en ru overflade, der reflekterer al den indfaldende elektromagnetiske stråling. Refleksionen er komplet og ensartet refleksion i alle retninger.
En sort krop, der har en konstant temperatur, kan udsende den absorberede elektromagnetiske stråling. Derfor er det en perfekt absorber og perfekt emitter. Denne udsendte stråling er kendt som sort kropsstråling. Den sorte kropsstråling opstår og giver et bestemt spektrum og specifikke intensiteter ved en given temperatur.
Strålingen, der udsendes af den sorte krop, adlyder Plancks lov. Plancks lov siger, at spektret af den sorte krop kun bestemmes af temperaturen på den sorte krop, ikke af formen eller sammensætningen af den sorte krop. Et sort legeme, der har en konstant temperatur (ved termisk ligevægt) har følgende karakteristiske egenskaber.
- Den sorte krop er en ideel emitter – den udsender strålingen ved enhver mulig frekvens, som et legeme ved samme temperatur kan udsende
- Den sorte krop er en diffus emitter – den udsender den samme frekvens i alle retninger (isotropisk stråling).
Figur 01: Sorte kropskurver af Planck til forskellige temperaturer
Erkendelsen af en sort krop er den virkelige verdens legemliggørelse af begrebet sorte kroppe. Med andre ord giver realiseringen af en sort krop eksempler på, at sort krop forekommer i den virkelige verden (da en sort krop er et ideelt koncept). Nogle eksempler er givet nedenfor:
- Stjerner
- Planets
- Sorte huller
Hvad er Grey Body?
Et gråt legeme er et legeme (objekt), der udsender stråling ved hver bølgelængde i et konstant forhold, der er mindre end én til det, der udsendes af et sort legeme ved de samme temperaturer. Et gråt legeme er et fysisk legeme, hvis absorptionsevne af en overflade ikke varierer med variation i temperatur og bølgelængde af den indfaldende stråling.
I modsætning til den sorte krop er en grå krop en ikke-ideel emitter eller en ufuldkommen radiator. Det er fordi en grå krop kan absorbere noget af den energi, den modtager, og den kan også afspejle noget af energien. En grå krop udsender kun en del af den stråling, den absorberer. En grå krop betragtes som et uigennemsigtigt objekt.
Hvad er ligheden mellem sort krop og grå krop?
Både Black Body og Grey Body er genstande, der kan absorbere og udsende stråling
Hvad er forskellen mellem sort krop og grå krop?
Black Body vs Grey Body |
|
| En sort krop er en idealiseret fysisk krop (genstand), der kan absorbere al den indfaldende elektromagnetiske stråling | Et gråt legeme er et legeme (genstand), der udsender stråling ved hver bølgelængde i et konstant forhold, der er mindre end én til det, der udsendes af et sort legeme ved de samme temperaturer. |
| Princip | |
| Sort krop er en ideel fysisk krop. | Grå krop er en ikke-ideel fysisk krop. |
| Absorption | |
| Sort krop kan absorbere al den indfaldende elektromagnetiske stråling. | Grå krop kan noget af den indfaldende stråling. |
| Emission | |
| Sort legeme kan udsende stråling i alle mulige frekvenser, som et legeme ved samme temperatur kan udsende, og det udsender den samme frekvens i alle retninger. | Grå krop kan udsende noget af den absorberede stråling. |
Opsummering – Black Body vs Grey Body
En sort krop er en ideel fysisk krop, der kan absorbere al den indfaldende stråling og udsende stråling i alle mulige retninger isotropisk. En grå krop er et ikke-ideelt objekt, der kan absorbere noget af den indfaldende stråling og kun udsende en del af strålingen. Forskellen mellem en sort krop og en grå krop er, at sort krop er en ideel fysisk krop, mens den grå krop er en ikke-ideal fysisk krop.
