Radiatia corpului negru – începutul fizicii cuantice moderne
Ce este corpul negru?
Fizicienii au ajuns de comun acord la definitia corpului negru. Acesta este corpul care absoarbe total radiatiile luminoase ce cad asupra sa, a carui putere de absorbtie este egala cu unitatea.
Experimental s-a pus în evidenta faptul ca unele corpuri încalzite emit radiatii. Kirchhoff a fost cel care a aratat ca o cavitate (de exemplu – un cuptor) încalzita la o temperatura uniforma, în peretele careia se face un mic orificiu, se comporta ca un corp negru. Într-adevar, toata radiatia care cade din afara pe orificiu trece prin el în cavitate, si, dupa reflexii repetate pe pereti, este în cele din urma absorbita de acestia. Prin urmare, radiatia din interior si deci radiatia care iese prin orificiu afara trebuie sa aiba exact aceeasi distributie spectrala a intensitatii ca si distributia caracteristica radiatiei corpului negru.
S-a aratat tot experimental ca radiatia corpului negru este influentata doar de temperatura acestuia.
Pentru a continua trebuie sa definim doua marimi:
Emitanta spectrala, u(, definita ca fiind fluxul emis în unitatea de arie a radiatorului, în unitatea de lungime de unda (( - (+d(), împartita la d(: . Fluxul emis pe unitatea de arie în unitatea de lungime de unda va fi .
Energia radianta în tot spectrul lungimilor de unda, raportata la aria elementara, se numeste emitanta energetica:
Evolutia imaginii asupra emisiei corpului negru.
Legea Stefan-Boltzmann (1879) afirma ca emitanta energetica a corpului negru este proportionala cu puterea a patra a temperaturii:


Deci, cu cât un corp este mai fierbinte, cu atât el radiaza mai mult. Urmatorul pas l-a facut W. Wien. El a descoperit legea de deplasare (1893), care îi poarta numele, si care afirma ca emitanta spectrala (pe unitatea de frecventa) este data de o ecuatie de forma:


unde F este o functie care depinde numai de raportul dintre frecventa si temperatura, si a carei forma explicita nu poate fi determinat