تابش جسم سیاه

تابش جسم سیاه ( به انگلیسی: Black - body radiation ) یک تابش الکترومغناطیسی حرارتی در جسم یا اطراف آن در حالت تعادل ترمودینامیکی با محیط آن است که توسط یک جسم سیاه ( یک بدنه مات و غیر منعکس کنندهٔ ایده آل ) منتشر می شود. این تابش، طیف تابشی ویژهٔ خود را در طول موج ( λ ) دارد، که به طور معکوس با شدت آن وابسته است که آن هم تنها به دمای جسم بستگی دارد. در تئوری و نظریه ها به خاطر ساده و یک نواخت نگهداشتن محاسبه ها دما یکنواخت و ثابت فرض شده است. [ ۱] [ ۲] [ ۳] [ ۴]
تابش حرارتی که به طور خودبه خود توسط بسیاری از اشیاء معمولی ساطع می شود، می تواند به عنوان تابش جسم سیاه تقریبی شود. محفظه ای کاملاً عایق که در داخل تعادل حرارتی قرار دارد، حاوی اشعه بدن سیاه است و از طریق سوراخی که در دیواره آن ساخته شده است، آن را منتشر می کند، به شرط اینکه سوراخ به اندازه کافی کوچک باشد تا تأثیر ناچیزی بر تعادل داشته باشد.
جسم سیاه از این جهت در دمای اتاق سیاه به نظر می رسد، که بیشترین انرژی تابشی که از آن منتشر می شود در طیف فروسرخ قرار دارد و برای چشم انسان دیدنی نیست. از آنجا که چشم انسان نمی تواند امواج نوری زیر فرکانس قابل مشاهده را حس کند، جسم سیاه را در تاریکی با کمترین درجه حرارت، با زحمت مشاهده می کند و به طور ذهنی به نظر می رسد که خاکستری باشد؛ حتی اگر در واقع اوج طیف جسم مورد نظر در محدودهٔ فروسرخ باشد. [ ۵] این جسم وقتی کمی داغ تر شود، به رنگ قرمز کم رنگ به نظر می رسد. با افزایش بیشتر دمای جسم، رنگ آن به رنگ زرد، سفید و در نهایت آبی - سفید دیده می شود.
هرچند که سیاره ها و ستارگان، نه با محیط اطراف خود در حالت تعادل ترمودینامیکی هستند و نه کاملاً جسم هایی مات و غیر بازتاب دهندهٔ ایده آل هستند، اما همان اندازه گیری تابشی جسم سیاه به عنوان نخستین تقریب انرژی تابشی آن ها استفاده می شود. [ ۶] سیاه چاله ها بدن های تقریباً بی نقص هستند؛ به این معنا که تمام تابش های را که به آن ها می رسد، جذب می کنند. پیشنهاد شده که آن ها از خود تابش جسم سیاهی ( به نام تابش هاوکینگ ) منتشر می کنند، با دمایی که به جرم سیاهچاله بستگی دارد. [ ۷]
اصطلاح جسم سیاه توسط گوستاو کیرشهف در سال ۱۸۶۰ معرفی شد. [ ۸] به تابش جسم سیاه؛ «تابش حرارتی»، «تابش حفره»، «تابش کامل» یا «تابش دما» نیز گفته می شود.