8 การแผ่รังสีของวัตถุดำ
วัตถุทุกชนิดไม่ว่าจะร้อนหรือเย็นจะมีการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอกมา
โดยทั่วไปเราเข้าใจว่าวัตถุร้อนเท่านั้นที่จะแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมา
เพราะเรามักจะพบคลื่นแสงแผ่ออกมาจากวัตถุที่ร้อนเช่นแสงจากดวงอาทิตย์แสงจากการเผาถ่านไม้หรืแสงจากไส้หลอดทังสเตนเป็นต้น
แต่ความเป็นจริงแล้ววัตถุที่เย็นก็มีการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาเช่นกัน
เพียงแต่ความถี่ของคลื่นอยู่ในช่วงของแสงน้อยมาก
ส่วนใหญ่จะอยู่ในย่านความถี่ของคลื่นอินฟราเรด
หากเรายืนอยู่ในห้องมืดร่างกายเรามีอุณหภูมิประมาณ 310 เคลวิน
จะแผ่รังสีของแสงมาน้อยไม่สามารถทำให้ห้องสว่างได้เพราะคลื่นทิ่แผ่ออกมาโดยส่วนใหญ่อยู่ในย่านอินฟราเรด
เราเรียกวัตถุที่มีการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านี้ว่าวัตถุดำ (Black Body )
รูปการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากวัตถุดำ
จากรูปผิวดวงอาทิตย์อุณหภูมิ
6,000 เคลวิน
จะแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กในย่านของแสงออกมามีความเข้มสูงสุด ถ่านไม้อุณหภูมิ 4,000
เคลวิน และไส้หลอดทังสเตนอุณหภูมิ 3,000 เคลวิน
จะแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในย่านของคลื่นแสงน้อยลงมา
ปี ค.ศ. 1900 แพลงค์ได้สร้างภาพจำลองในการแผ่รังสีของวัตถุดำโดยถือว่าวัตถุดำประกอบด้วยอะตอมคู่มากมายและอะตอมทุกคู่จะมีการสั่นด้วยความถี่ธรรมชาติ
เช่นเดียวกับการสั่นของมวลผูกปลายสปริง
จึงทำให้มีการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอออกมา โดยพลังงานที่แผ่ออกมาจากวัตถุดำแต่ละชนิดจะขึ้นอยู่กับแอมพลิจูดการสั่นของอะตอม
จำนวนอะตอมในวัตถุ โดยมีขนาดของพลังงานเป็น E
= hf, 2hf,
3hf, . .. .. ซึ่งเราสามารถเขียนเป็นสมการได้
E
= nhf
n คือเป็นตัวเลขจำนวนเต็มบวก โดย n
= 1,2, 3, . . . .
f คือความถี่ธรรมชาติการสั่นของอะตอมคู่
( Hz )
h คือค่านิจของแพลงค์ ( h
= 6.626x10-34 J.s )
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น