ಸದಸ್ಯ:Shubha.b.s/ನನ್ನ ಪ್ರಯೋಗಪುಟ/2
ಕಪ್ಪು-ದೇಹ ವಿಕಿರಣ
[ಬದಲಾಯಿಸಿ]
ಕಪ್ಪು-ದೇಹ ವಿಕಿರಣವು ಅದರ ಪರಿಸರದೊಂದಿಗೆ ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದ ಸಮತೋಲನದಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ಅದರ ಸುತ್ತಲೂ ಇರುವ ಉಷ್ಣ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ವಿಕಿರಣವಾಗಿದೆ. ಇದು ದೇಹದ ತಾಪಮಾನದ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುವ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ವರ್ಣಪಟಲ.ಇದು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳು ಮತ್ತು ಸಿದ್ಧಾಂತದ ಸಮವಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ನಿರಂತರವಾಗಿರುವುದಕ್ಕಾಗಿ ಊಹಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಅನೇಕ ಸಾಮಾನ್ಯ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಸಹಜವಾಗಿ ಹೊರಸೂಸುವ ಥರ್ಮಲ್ ವಿಕಿರಣವು ಕಪ್ಪು-ದೇಹ ವಿಕಿರಣವಾಗಿ ಅಂದಾಜು ಮಾಡಬಹುದು. ಆಂತರಿಕವಾಗಿ ಉಷ್ಣ ಸಮತೋಲನದಲ್ಲಿರುವ ಒಂದು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾದ ಆವರಣವು ಕಪ್ಪು-ದೇಹ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.ಅದು ಗೋಡೆಯಲ್ಲಿ ಮಾಡಿದ ರಂಧ್ರದ ಮೂಲಕ ಹೊರಸೂಸುತ್ತದೆ, ಸಮತೋಲನದ ಮೇಲೆ ಕಡಿಮೆ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಬೀರಲು ರಂಧ್ರವು ಸಾಕಷ್ಟು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ.
ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ಕಪ್ಪು-ಶರೀರವು ಕಪ್ಪು ಬಣ್ಣದಲ್ಲಿ ಕಾಣುತ್ತದೆ.ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಹೊರಸೂಸುವ ಶಕ್ತಿಯು ಅತಿಯಾದ ಕೆಂಪು ಮತ್ತು ಮಾನವ ಕಣ್ಣಿನಿಂದ ಗ್ರಹಿಸಲ್ಪಡುವುದಿಲ್ಲ. ಮನುಷ್ಯನ ಕಣ್ಣು ಬಣ್ಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಬೆಳಕಿನ ತೀವ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ ಕಪ್ಪು ಬಣ್ಣವನ್ನು ಗ್ರಹಿಸಲಾರದು.ಏಕೆಂದರೆ ಕಪ್ಪು ಬಣ್ಣವು ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಮಸುಕಾಗುವ ಗೋಚರ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ನೋಡಿದಾಗ, ಬೂದು ಬಣ್ಣದಲ್ಲಿ ಕಾಣುತ್ತದೆ.ಆದರೆ ಮಾನವ ಕಣ್ಣು ಬಹಳ ಕಡಿಮೆ ತೀವ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ ಕಪ್ಪು ಮತ್ತು ಬಿಳಿ ಮಾತ್ರ ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿರುತ್ತದೆ.ಗೋಚರ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿನ ಬೆಳಕಿನ ಆವರ್ತನವು ಕೆಂಪು ಬಣ್ಣದ್ದಾಗಿರುತ್ತದೆ.ಅದರ ಉದ್ದೇಶ ಭೌತಿಕ ರೋಹಿತವು ಅತಿಗೆಂಪು ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿದೆ. ಇದು ಸ್ವಲ್ಪ ಬಿಸಿಯಾಗಿದಾಗ ಮಂದ ಕೆಂಪು ಬಣ್ಣದ್ದಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅದರ ಉಷ್ಣತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತಿದ್ದಂತೆ ಅದು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ನೀಲಿ-ಬಿಳುಪುಯಾಗಿರುತ್ತದೆ.ಗ್ರಹಗಳು ಮತ್ತು ನಕ್ಷತ್ರಗಳು ತಮ್ಮ ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಅಥವಾ ಪರಿಪೂರ್ಣ ಕಪ್ಪು ದೇಹಗಳೊಂದಿಗೆ ಉಷ್ಣದ ಸಮತೋಲನದಲ್ಲಿ ಇರುವುದಿಲ್ಲ. ಕಪ್ಪು-ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಹೊರಸೂಸುವ ಶಕ್ತಿಗೆ ಮೊದಲ ಅಂದಾಜುಯಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.ಇದು ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಕಪ್ಪು-ದೇಹ ಪದವನ್ನು ೧೮೬೦ ರಲ್ಲಿ ಗುಸ್ತಾವ್ ಕಿರ್ಚಾಫ್ ಪರಿಚಯಿಸಿದರು. ಕಪ್ಪು-ದೇಹ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಉಷ್ಣ ವಿಕಿರಣ, ಕುಳಿ ವಿಕಿರಣ, ಸಂಪೂರ್ಣ ವಿಕಿರಣ ಅಥವಾ ಉಷ್ಣ ವಿಕಿರಣ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್
[ಬದಲಾಯಿಸಿ]
ಕಪ್ಪು-ದೇಹ ವಿಕಿರಣವು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ, ನಿರಂತರ ಆವರ್ತನ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.ಅದು ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಅಥವಾ ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ನ ಕಾನೂನು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ದೇಹದ ತಾಪಮಾನದ ಮೇಲೆ ಮಾತ್ರ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಾಮ್ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಆವರ್ತನದಲ್ಲಿ ಉತ್ತುಂಗಕ್ಕೇರಿದೆ, ಅದು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನಗಳಿಗೆ ವರ್ಗಾವಣೆಯಾಗುತ್ತದೆ.ಮತ್ತು ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ವರ್ಣಪಟಲದ ಅತಿಗೆಂಪು ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿದೆ.ತಾಪಮಾನವು ೫೦೦ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತಾ ಹೋದಂತೆ, ಕಪ್ಪು ಕಾಯಗಳು ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಗೋಚರ ಬೆಳಕನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತವೆ. ಕಡಿಮೆ ತೀವ್ರತೆಯ ಬೆಳಕು ಕಣ್ಣಿನ ಬೂದು ಮಟ್ಟದ ಸಂವೇದಕಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಏರುತ್ತಿರುವ ಉಷ್ಣತೆಯಿಂದ, ಬೆಳಕು ಸುತ್ತಲಿನ ಕೆಲವು ಹಿನ್ನೆಲೆ ಇದ್ದಾಗಲೂ ಸಹ ಹೊಳಪು ಗೋಚರಿಸುತ್ತದೆ. ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ ಮಂದ ಕೆಂಪು, ನಂತರ ಹಳದಿ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತಿದ್ದಂತೆ ಅಂತಿಮವಾಗಿ "ಬೆರಗುಗೊಳಿಸುವ ನೀಲಿ-ಬಿಳುಪು" ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ದೇಹವು ಬಿಳಿಯಾಗಿ ಕಾಣಿಸಿಕೊಂಡಾಗ, ಅದರ ಶಕ್ತಿಯ ಗಮನಾರ್ಹ ಭಾಗವನ್ನು ನೇರಳಾತೀತ ವಿಕಿರಣವಾಗಿ ಹೊರಸೂಸುತ್ತದೆ.
ಕಪ್ಪು-ದೇಹ ವಿಕಿರಣವು ಥರ್ಮೊಡೈನಮಿಕ್ ಸಮತೋಲನ ಸ್ಥಿತಿಯ ಕುಳಿಯ ವಿಕಿರಣದ ಒಳನೋಟವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.ಅನಂತ ಸಂಖ್ಯೆಯ ವಿಧಾನಗಳು ಇರುವುದರಿಂದ ಇದು ಅನಂತ ಶಾಖದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಅಲ್ಲದೆ ಅತಿಯಾದ ಆವರ್ತನದಿಂದ ಹೊರಹೊಮ್ಮುವ ಹೊರಸೂಸುವ ವಿಕಿರಣದ ಅಸ್ಫಿಸಿಕಲ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್, ಅತಿನೇರಳೆ ವಿಪತ್ತು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಸಮಸ್ಯೆ. ಬದಲಿಗೆ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಿದ್ಧಾಂತದಲ್ಲಿ ವಿಧಾನಗಳ ಉದ್ಯೋಗ ಸಂಖ್ಯೆಗಳನ್ನು ಪರಿಮಾಣಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ವಿವರಣೆ
[ಬದಲಾಯಿಸಿ] ಎಲ್ಲಾ ಸಾಮಾನ್ಯ ಮ್ಯಾಟರ್ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತದೆ, ಅದು ಸಂಪೂರ್ಣ ಶೂನ್ಯಕ್ಕಿಂತ ಉಷ್ಣಾಂಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ವಿಕಿರಣವು ದೇಹದ ಉಷ್ಣದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ.ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ ಎಲ್ಲಾ ಸಾಮಾನ್ಯ ವಸ್ತುಗಳು ಸ್ವಲ್ಪಮಟ್ಟಿಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಎಲ್ಲಾ ತರಂಗಾಂತರಗಳ ಮೇಲೆ ಬೀಳುವ ಎಲ್ಲಾ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ವಸ್ತುವು ಎಲ್ಲಾ ತರಂಗಾಂತರಗಳಲ್ಲಿ ಕಪ್ಪು ಕಣವೆಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.ಕಪ್ಪು-ದೇಹದ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಸ್ಥಿರವಾಗಿ ಸ್ಥಿರ ಸಮತೋಲನ ವಿಕಿರಣವು ಒಂದು ಕಠಿಣವಾದ ದೇಹದಲ್ಲಿನ ಒಂದು ಕುಳಿಯಲ್ಲಿ ಏಕರೂಪದ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ, ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಅಪಾರದರ್ಶಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದು ಕೇವಲ ಭಾಗಶಃ ಪ್ರತಿಫಲಿತವಾಗಿದೆ.ಕಪ್ಪು-ದೇಹ ವಿಕಿರಣವು ವಿಕಿರಣಶೀಲ ತೀವ್ರತೆಯ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಸ್ಥಿರವಾದ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.
ವಸ್ತುವಿನ ಉಷ್ಣತೆಯು ಅಧಿಕವಾಗಿದ್ದರೆ ಕಪ್ಪು-ದೇಹದ ವಿಕಿರಣವು ಬೆಳಕಿನ ಗೋಚರ ಬೆಳಕನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತದೆ.ಎಲ್ಲಾ ಬೆಳಕಿನ ಪ್ರವೇಶಿಸುವಿಕೆಯು ಅದರ ಗೋಡೆಗಳಿಂದ ಹೀರಲ್ಪಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಪ್ಪು-ವಿಕಿರಣ ವಿಕಿರಣಕ್ಕೆ ಅದು ಉತ್ತಮ ಅಂದಾಜನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಮತ್ತು ಅದರಿಂದ ಬಣ್ಣ, ಹೊರಬರುವ ಬೆಳಕಿನಿಂದಾಗಿ ಕುಳಿಯ ತಾಪಮಾನವು ಕೇವಲ ಒಂದು ಕಾರ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ.