Anahtar Fark – Siyah Gövde ve Gri Gövde
Siyah cisim, beyaz cisim ve gri cisim terimleri, radyasyonun farklı maddeler tarafından emilmesi, yayılması veya yansıması ile ilgili olarak tartışılmaktadır. Kara cisim, gelen tüm elektromanyetik radyasyonu emebilen idealleştirilmiş bir fiziksel bedendir (nesne). Gri cisim, her dalga boyunda, aynı sıcaklıklarda siyah bir cisim tarafından yayılana göre birden daha az sabit bir oranda radyasyon yayan bir cisimdir (nesnedir). Siyah bir gövde ile gri bir gövde arasındaki temel fark, Siyah gövdenin ideal bir fiziksel bedenken gri gövdenin ideal olmayan bir fiziksel beden olmasıdır.
Kara Vücut Nedir?
Kara cisim, gelen tüm elektromanyetik radyasyonu emebilen idealleştirilmiş bir fiziksel bedendir (nesne). Bu absorpsiyon, radyasyonun frekansı ve geliş açısı ile ilgili olarak gerçekleşir. Bu, radyasyonun siyah bir cisim tarafından soğurulmasının, radyasyonun geldiği yönden ve radyasyonun dalga boyundan bağımsız olduğu anlamına gelir. Siyah cisim yansıtıcı olmayan bir cisimdir. Buna karşılık, beyaz bir cisim, gelen tüm elektromanyetik radyasyonu yansıtan pürüzlü bir yüzeye sahip fiziksel bir cisimdir (bir nesne). Yansıma, her yöne eksiksiz ve tek biçimli yansımadır.
Sabit sıcaklıktaki siyah bir cisim, emilen elektromanyetik radyasyonu yayabilir. Dolayısıyla mükemmel bir emici ve mükemmel bir yayıcıdır. Yayılan bu radyasyon siyah cisim radyasyonu olarak bilinir. Kara cisim radyasyonu, belirli bir sıcaklıkta belirli bir spektrum ve belirli yoğunluklar vererek oluşur.
Kara cisim tarafından yayılan radyasyon, Planck yasasına uyar. Planck yasası, kara cismin spektrumunun, siyah cismin şekli veya bileşimi tarafından değil, yalnızca kara cismin sıcaklığı tarafından belirlendiğini belirtir. Sabit sıcaklıkta (termal dengede) olan bir siyah cisim aşağıdaki karakteristik özelliklere sahiptir.
- Kara cisim ideal bir yayıcıdır – aynı sıcaklıktaki bir cismin yayabileceği her olası frekansta radyasyon yayar
- Kara cisim dağınık bir yayıcıdır – her yönde aynı frekansı yayar (izotropik radyasyon).
Şekil 01: Çeşitli Sıcaklıklar için Planck'ın Siyah Cisim Eğrileri
Siyah bir cismin gerçekleştirilmesi, siyah cisim kavramının gerçek dünyadaki somutlaşmış halidir. Başka bir deyişle, bir siyah cismin gerçekleşmesi, siyah cisimlerin gerçek dünyada meydana gelmesine örnekler verir (çünkü siyah bir cisim ideal bir kavramdır). Aşağıda bazı örnekler verilmiştir:
- Yıldızlar
- Gezegenler
- Kara delikler
Gri Gövde Nedir?
Gri cisim, her dalga boyunda aynı sıcaklıklarda siyah bir cisim tarafından yayılana göre birden daha az sabit bir oranda radyasyon yayan bir cisimdir (nesnedir). Gri cisim, bir yüzeyin absorpsiyonu, gelen radyasyonun sıcaklık ve dalga boyundaki değişimle değişmeyen fiziksel bir cisimdir.
Siyah gövdenin aksine, gri gövde ideal olmayan bir yayıcı veya kusurlu bir radyatördür. Çünkü gri bir cisim aldığı enerjinin bir kısmını emebilir ve aynı zamanda enerjinin bir kısmını da yansıtabilir. Gri bir cisim, emdiği radyasyonun yalnızca bir kısmını yayar. Gri bir gövde, opak bir nesne olarak kabul edilir.
Siyah Gövde ile Gri Gövde Arasındaki Benzerlik Nedir?
Hem Siyah Gövde hem de Gri Gövde radyasyonu emebilen ve yayan nesnelerdir
Siyah Gövde ile Gri Gövde Arasındaki Fark Nedir?
Siyah Gövde vs Gri Gövde |
|
| Kara cisim, gelen tüm elektromanyetik radyasyonu emebilen idealleştirilmiş bir fiziksel bedendir (nesne). | Gri cisim, her dalga boyunda aynı sıcaklıklarda siyah bir cisim tarafından yayılana göre birden daha düşük sabit bir oranda radyasyon yayan bir cisimdir (nesnedir). |
| İlke | |
| Siyah vücut ideal bir fiziksel vücuttur. | Gri beden ideal olmayan bir fiziksel bedendir. |
| Emilme | |
| Siyah cisim, gelen tüm elektromanyetik radyasyonu emebilir. | Gri cisim, gelen radyasyonun bir kısmını yapabilir. |
| Emisyon | |
| Siyah cisim, aynı sıcaklıktaki bir cismin yayabileceği her olası frekansta radyasyon yayabilir ve her yönde aynı frekansı yayar. | Gri cisim emilen radyasyonun bir kısmını yayabilir. |
Özet – Siyah Gövde ve Gri Gövde
Kara cisim, gelen tüm radyasyonu emebilen ve izotropik olarak olası her yöne radyasyon yayan ideal bir fiziksel bedendir. Gri cisim, gelen radyasyonun bir kısmını emebilen ve radyasyonun sadece bir kısmını yayan ideal olmayan bir nesnedir. Siyah gövde ile gri gövde arasındaki fark, Siyah gövdenin ideal bir fiziksel bedenken gri gövdenin ideal olmayan bir fiziksel beden olmasıdır.
