흑체복사-가상실험

 

 

|흑체|

일정한 온도를 유지하는 물체가 전자기파를 방출하는 능력은 전자기파를 흡수할 수 있는 능력과 관련이 있다. 온도가 일정한 물체는 주위와 열평형 상태에 있어야 하고 물체는 흡수한 에너지를 흡수할 때와 같은 비율로 모두 다시 방출하여야 한다. 입사하여 들어오는 모든 전자기파를 파장에 상관없이 모두 흡수하는 이상적인 물체를 흑체라고 한다. 모든 전자기파를 흡수하여 반사되는 빛이 없어지므로 검게 보인다고 해서 검은 물체라는 뜻의 이름이 붙었다. 그러나 이상적인 흑체도 흡수한 양과 같은 양의 전자기파를 방출하므로 이름처럼 검지는 않다. 흑체가 전자기파를 방출하는 것을 흑체복사라고 한다.

 

 

가속 운동하는 전하는 전자기파를 방출한다. 이상적인 흑체는 진동 또는 가속 운동하는 전하에 의하여 모두 똑같은 방식으로 전자기파를 방출한다. 흑체복사의 에너지 분포는 흑체를 구성하는 물질의 성질이나 모양, 크기와는 상관이 없고 오직 흑체의 온도와 전자기파의 파장에 따라 다르다.

 

 

쇠막대의 온도를 점점 높이면 붉은색에서 주황색, 흰색으로 색깔이 변한다. 이것은 주어진 온도에서 흑체가 방출하는 전자기파의 파장에 따라 에너지 세기가 다르기 때문이다. 아래 그림은 흑체복사 스펙트럼을 나타낸 것으로, 흑체의 표면 온도가 높을수록 에너지 세기가 가장 큰 전자기파의 파장이 짧아지는 것을 알 수 있다.

흑체복사에서 에너지 세기가 가장 큰 파장(λmax)은 흑체의 온도(T)에 반비례하는데 이것을 빈 법칙 또는 빈 변위 법칙이라고 한다.

 
태양 복사에서 에너지 세기가 최대인 파장은 약 이다.

 

내용출처 : 천재교육 물리2