نسخة الفيديو النصية
يوضح التمثيل البياني الآتي شدة الضوء عند أطوال موجية مختلفة لأربعة أجسام سوداء مشعة. أي الكميتين الآتيتين تختلف بالنسبة لكل جسم من هذه الأجسام المشعة؟ أ: درجة الحرارة، ب: المساحة.
لدينا هنا تمثيل بياني يوضح شدة الضوء عند أطوال موجية مختلفة لأربعة أجسام سوداء مشعة مختلفة. ومطلوب منا تحديد أي من الخيارين المعطيين هو الكمية التي تختلف بالنسبة إلى هذه الأجسام الأربعة المشعة. لتحديد الإجابة الصحيحة، علينا البدء بتذكر بعض المعلومات المهمة عن ماهية الأجسام السوداء، والطريقة التي تشع بها الطاقة، والمعلومات التي يشير إليها هذا التمثيل البياني.
الأجسام السوداء هي مواد تمتص كل الإشعاع الكهرومغناطيسي أو الضوء الساقط عليها، مما يجعلها تبدو سوداء بالنسبة لنا بسبب عدم قدرتها على أن تعكس الضوء المرئي مرة أخرى إلى أعيننا. من المهم ملاحظة أنه لا يوجد فعليًّا أجسام سوداء حقيقية، إلا أنها تمثل أداة نظرية مفيدة يمكن أن تعطينا تقريبًا جيدًا للعديد من الظواهر الموجودة في العالم الحقيقي.
بالإضافة إلى امتصاص الأجسام السوداء للطاقة، يمكنها أيضًا أن تشع الطاقة في الوسط المحيط بها على صورة إشعاع كهرومغناطيسي. وعلى الأرجح أننا رأينا بالفعل شيئًا كهذا في حياتنا اليومية داخل المطبخ. لعلنا لاحظنا الملف المعدني على موقد الطهي. عندما يسخن الملف، فإن المعدن ذا اللون الأسود في درجة الحرارة الباردة يبدأ في التوهج باللون الأحمر. وبالمثل تمامًا، فكما يتوهج الملف أكثر فأكثر مع زيادة درجة حرارته، يتأثر الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يشعه الجسم الأسود أيضًا بدرجة حرارته.
دعونا الآن نلق نظرة على التمثيل البياني المعطى ونتعرف على ما يخبرنا به عن الأجسام السوداء الأربعة.
يمكننا ملاحظة أن المحور الأفقي يوضح لنا الطول الموجي للإشعاع المنبعث من الجسم الأسود، بينما يوضح لنا المحور الرأسي شدة إشعاع الجسم. يمثل هذان القياسان الإشعاع المنبعث من الجسم الأسود.
بالنظر إلى الخيارين المعطيين، يمكننا استبعاد الخيار ب، أي مساحة الجسم الأسود. لن تؤثر مساحة الجسم الأسود على شدة الإشعاع أو الطول الموجي، لذلك على الرغم من أن المساحة قد تكون مختلفة بالنسبة إلى جميع الأجسام السوداء الأربعة، فقد يكون جميعها بالحجم نفسه.
لا يعطينا هذا التمثيل البياني معلومات كافية تتيح لنا معرفة مساحات الأجسام السوداء الأربعة. لكننا نعلم بالفعل أن درجات الحرارة يجب أن تكون مختلفة لجميع الأجسام السوداء الأربعة. ويرجع ذلك إلى أن الأجسام السوداء ستشع بشدة مختلفة عند درجات الحرارة المختلفة. وفي هذا التمثيل البياني، يمكننا ملاحظة أن شدة الإشعاع مختلفة بالنسبة إلى جميع الأجسام السوداء الأربعة. يمثل الخط الأحمر الجسم الأسود ذا الإشعاع الأكثر شدة، بينما يمثل الخط البرتقالي الجسم الأسود ذا الإشعاع الأضعف شدة. وعليه، فإن الخيار الأول، أي درجة الحرارة، يمثل الإجابة الصحيحة.
