نسخة الفيديو النصية
اختر الكلمة التي تكمل بشكل صحيح العبارة الآتية عن انبعاث الإشعاع الكهرومغناطيسي من جسم أسود مثالي. طيف انبعاث الإشعاع الكهرومغناطيسي لجسم أسود مثالي فراغ طيف الإشعاع الذي يمتصه الجسم الأسود. (أ) معاكس لـ، (ب) مماثل لـ، (ج) لا يعتمد على.
حسنًا، نريد معرفة أي من هذه الخيارات يتماشى بشكل صحيح مع هذا الفراغ الموجود في العبارة. تقارن العبارة طيف الانبعاث لجسم أسود مثالي مع طيف امتصاص هذا الجسم الأسود. يعد الانبعاث والامتصاص عمليتين متقابلتين. عندما نتحدث عن الامتصاص أو نفكر في جسم أسود يسقط عليه إشعاع كهرومغناطيسي، فسنجد أن هذا الإشعاع يمكن أن يكون له أي طول موجي أو أي شدة. ومهما يكن هذا الإشعاع، فسيمتصه جسم أسود مثالي. هكذا تحصل الأجسام السوداء على اسمها من حقيقة أنها تمتص كل الضوء الساقط عليها، ومن ثم تبدو سوداء. هذا يعني أننا إذا رسمنا تمثيلًا بيانيًّا يوضح امتصاص جسم أسود مقابل الطول الموجي للإشعاع الساقط، فلن يكون هذا التمثيل البياني مثيرًا للاهتمام إلى حد ما.
إذا كان الامتصاص الكامل يتطابق مع امتصاص عند المستوى واحد، فسيكون لدينا خط أفقي عند مستوى الامتصاص هذا لجميع الأطوال الموجية. هذا هو طيف الامتصاص لجسم أسود مثالي. ولكن ماذا عن الانبعاث؟ الانبعاث هو، بالطبع، عملية انبعاث إشعاع من جسم ما، وهو في هذه الحالة جسم أسود. والجسم الأسود المثالي ينبعث منه إشعاع بالتأكيد. فهو لا يمتص فقط كل شيء ثم يسخن أكثر فأكثر. ولكن على عكس طيف الامتصاص، فإنه لا يعامل جميع الأطوال الموجية بالمثل عند الانبعاث. بالنسبة إلى جسم أسود عند درجة حرارة معينة، فسيبدو منحنى الانبعاث مقابل الطول الموجي شيئًا كهذا. لاحظ أنه حتى عند الطول الموجي لأقصى انبعاث، لا ينبعث منه 100 بالمائة من الضوء ذي هذا الطول الموجي الساقط على الجسم الأسود.
وبمقارنة منحنيي الامتصاص والانبعاث هذين، يمكننا إحراز بعض التقدم فيما يخص الإجابة. الخيار (أ) ينص على أن منحنى انبعاث جسم أسود مثالي، أي هذا المنحنى هنا، معاكس لمنحنى الامتصاص هنا. لكننا نرى أن الأمر ليس كذلك. إذا كان هذا صحيحًا، فسيبدو منحنى الانبعاث بالشكل الآتي، وهو انبعاث عند المستوى صفر عند جميع الأطوال الموجية. لن نختار الخيار (أ) إجابة. يزعم الخيار (ب) أن منحنى انبعاث جسم أسود مثالي مماثل لمنحنى امتصاص هذا الجسم الأسود. مرة أخرى، من خلال مقارنة منحنيي الامتصاص والانبعاث، نجد أن الأمر ليس كذلك. على الرغم من أن الجسم الأسود المثالي يبعث بعض الإشعاع، فإنه لا يبعثه بالطريقة نفسها التي يمتصه بها. بمعنى أنه لا يبعث إشعاعًا بصورة متساوية ومثالية عند جميع الأطوال الموجية.
الخيار الذي يتبقى لدينا هو الخيار (ج)، الذي ينص على أن منحنى الانبعاث لا يعتمد على منحنى الامتصاص. هذا هو الخيار الأكثر منطقية. فلا توجد علاقة رياضية واضحة بين هذا التمثيل البياني وهذا التمثيل البياني. من المنطقي أن نتخيل أن الاثنين لا يعتمد كل منهما على الآخر. وبناء على ما نعرفه أكثر عن الأجسام السوداء، نعلم أن شكل هذا المنحنى يعتمد على درجة حرارة الجسم الأسود. لكن درجة الحرارة لا تؤثر على منحنى امتصاص الجسم الأسود. إذن فمن الصحيح أن هذين المنحنيين لا يعتمد كل منهما على الآخر. وتنص العبارة المكتملة على ما يأتي: طيف انبعاث الإشعاع الكهرومغناطيسي لجسم أسود مثالي لا يعتمد على طيف الإشعاع الذي يمتصه الجسم الأسود.
