مجموعه مقالات فیزیک کوانتومی در چند دقیقه: اجسام سیاه

مطالعه روش‌های انتشار امواج الکترومغناطیس توسط اجسام (در اواسط قرن 19) منجر به مفهوم ایده‌آل تابشگر جسم سیاه شد.

جسم سیاه، جسمی است که هم یک جاذب کامل و هم یک ساطع‌کننده‌ی کامل است.

ماکس پلانک (فیزیکدان آلمانی) دریافت که هرچه سطح جسم سیاه گرم‌تر باشد، انرژی نور ساطع شده بیشتر خواهد بود. از این رو اجسام در دمای اتاق عمدتا در محدوده‌ی مادون قرمز درخشش دارند، در حالی که اجسام گرم‌شده تا هزاران درجه، عمدتا امواج مرئی ساطع می‌کنند و اجسام داغ نیز در محدوده‌ی فرابنفش یا حتی طول موج‌های کوتاه‌تر (مانند پرتوهای ایکس) تابش می‌نمایند.

در طبیعت، نزدیک‌ترین چیز به یک جسم سیاه کامل، اغلب یک ستاره است. ستاره‌ها در عملکرد خود، رابطه میان دما و انرژی را نشان می‌دهند:

ستاره‌هایی با دمای پایین‌تر بیشتر نور قرمز و طول موج‌هایی در محدوده‌ی مادون قرمز ساطع می‌کنند، در حالی که نور ساطع شده از ستاره‌هایی با دمای بالاتر به سمت آبی و فرابنفش میل می‌کند.

تلاش‌های انجام شده برای مطالعه آنچه در دماهای بسیار بالا در جسم سیاه رخ می‌دهد، در تولد نظریه کوانتومی بسیار مؤثر بودند.

منبع: مرکز فناوری های کوانتومی ایران