Номер 2, страница 243 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 7. Квантовые явления. Параграф 58. Излучение и спектры. Квантовая гипотеза Планка. Темы докладов - номер 2, страница 243.

Условие.

2. Существует ли в природе абсолютно чёрное тело.

Решение.

2. Существует ли в природе абсолютно чёрное тело.

Абсолютно чёрное тело (АЧТ) — это введённая в физике идеализированная модель. По определению, это тело, которое поглощает всё падающее на него электромагнитное излучение, независимо от частоты, температуры или угла падения. Оно ничего не отражает и не пропускает, поэтому в отражённом свете кажется идеально чёрным. При этом само абсолютно чёрное тело, имея температуру выше абсолютного нуля, излучает энергию (тепловое излучение), спектр которого зависит только от его температуры.

В строгом смысле, идеального абсолютно чёрного тела в природе не существует. Любой реальный объект в той или иной мере отражает часть падающего на него излучения. АЧТ — это полезная физическая абстракция, которая позволяет вывести фундаментальные законы теплового излучения (например, закон Планка).

Тем не менее, существует множество объектов, которые с очень высокой степенью точности можно рассматривать как абсолютно чёрные тела:

- Полость с малым отверстием: Это классическая лабораторная модель АЧТ. Излучение, попадающее в полость через небольшое отверстие, многократно отражается от её внутренних стенок. При каждом отражении часть энергии поглощается, и вероятность того, что луч выйдет обратно через то же отверстие, ничтожно мала. Таким образом, само отверстие ведёт себя как идеальный поглотитель.

- Звёзды и Солнце: Звёзды являются очень хорошим приближением АЧТ. Они поглощают практически всё излучение, которое на них падает, а их собственное излучение очень хорошо описывается законами излучения абсолютно чёрного тела для соответствующей температуры их фотосферы.

- Космическое микроволновое фоновое излучение: Реликтовое излучение, оставшееся после Большого взрыва и равномерно заполняющее Вселенную, является наиболее совершенным абсолютно чёрным телом из всех, что мы наблюдаем. Его спектр идеально соответствует теоретическому спектру АЧТ с температурой около 2,725 Кельвина.

- Чёрные дыры: Горизонт событий чёрной дыры поглощает всё, что на него падает, и ничего не выпускает, что делает его идеальным поглотителем. Однако стоит отметить, что из-за излучения Хокинга они не являются абсолютно "чёрными" в квантовом смысле.

Ответ: Идеального абсолютно чёрного тела в природе не существует, так как это физическая идеализация. Однако звёзды, реликтовое излучение Вселенной и чёрные дыры, а также лабораторные модели (например, полость с малым отверстием) являются очень хорошими физическими приближениями абсолютно чёрного тела.