Что значит "абсолютно чёрное тело"

тело, которое при любой температуре полностью поглощает весь падающий на него поток излучения, независимо от длины волны. Коэффициент поглощения А. ч. т. (отношение поглощаемой энергии к энергии падающего потока) равен 1. В природе А. ч. т. нет. Близким к 1 коэффициентом поглощения обладают сажа и платиновая чернь. Наилучшим приближением к А. ч. т. является почти замкнутый сосуд с малым отверстием и непрозрачными стенками, имеющими одинаковую температуру во всех точках. Луч, попавший в полость через отверстие, многократно отражается (см. рис.) и при каждом отражении частично поглощается стенками полости. В результате через некоторое время он поглотится почти полностью. Например, лучи света, попавшие через окно в комнату, поглощаются в ней и на улицу выходит лишь небольшая часть светового потока, поэтому раскрытое окно, рассматриваемое издали с улицы, кажется чёрным.

А. ч. т., как и все нагретые тела, испускает электромагнитное излучение. Основной особенностью А. ч. т. является то, что его спектр излучения определяется только температурой и не зависит от свойств вещества, из которого оно состоит. Яркость А. ч. т. чрезвычайно быстро возрастает с температурой. Зависимость яркости и цвета А. ч. т. от температуры определяется Стефана ≈ Больцмана законом излучения , Вина законом излучения и Планка законом излучения . Эти законы позволяют определять температуру А. ч. т. по характеру их излучения; такие измерения производятся пирометрами . Яркость А. ч. т. для данной температуры ≈ величина постоянная, большая, чем яркость любого другого тела ( серого тела ) при той же температуре, поэтому А. ч. т. применяют в качестве светового эталона (при температуре затвердевания платины). См. также Тепловое излучение .

Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3).

Абсолютно чёрное тело — физическое тело, которое при любой температуре поглощает всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах. Таким образом, для абсолютно чёрного тела поглощательная способность равна 1 при излучениях всех частот, направлений распространения и поляризаций.

Несмотря на название, абсолютно чёрное тело само может испускать электромагнитное излучение любой частоты и визуально иметь цвет. Спектр излучения абсолютно чёрного тела определяется только его температурой .

Важность абсолютно чёрного тела в вопросе о спектре теплового излучения любых тел вообще, кроме того, что оно представляет собой наиболее простой нетривиальный случай, состоит ещё и в том, что вопрос о спектре равновесного теплового излучения тел любого цвета и коэффициента отражения сводится методами классической термодинамики к вопросу об излучении абсолютно чёрного тела (и исторически это было уже сделано к концу XIX века, когда проблема излучения абсолютно чёрного тела вышла на первый план).

Близким к единице коэффициентом поглощения обладают сажа и платиновая чернь. Сажа поглощает до 99 % падающего излучения (то есть имеет альбедо , равное 0,01) в видимом диапазоне длин волн, однако инфракрасное излучение поглощается ею значительно хуже. Наиболее чёрное из всех известных веществ — изобретённая в 2014 году субстанция Vantablack , состоящая из параллельно ориентированных углеродных нанотрубок , — поглощает 99,965 % падающего на него излучения в диапазонах видимого света, микроволн и радиоволн.

Среди тел Солнечной системы свойствами абсолютно чёрного тела в наибольшей степени обладает Солнце . Максимум энергии излучения Солнца приходится примерно на 470 нм , что соответствует температуре наружных слоев Солнца около 6200 К .

Термин «абсолютно чёрное тело» был введён Густавом Кирхгофом в 1862 году .