흑체 복사

소개

흑체 복사에 대해 정리한 자료입니다.

목차

흑체 복사
흑체 연구가 진행된 과정
플랑크의 흑체 복사에 대한 연구
빛은 물결치는 파동
스펙트럼은 온도에 관계
빛의 파장은 온도에 반비례
모든 빛을 흡수하는 흑체
짧은 파장은 빈, 긴 파장은 레일리
양자가설로 흑체복사 해결
에너지는 불연속이다

본문내용

흑체 복사
복사를 투과시키지 않는 벽으로 둘러싸인 공간 내에서 벽과 열평형 상태에 있는 전자기파의 상태를 말하며 공동복사라고도 한다.

특히, 벽이 일정 온도 T K로 유지되어 열평형에 이르렀을 경우, 내부의 복사는 온도 T K의 완전흑체가 발하는 복사와 완전히 같은 파장분포를 보인다. M.플랑크는 이에 양자론을 처음으로 적용하여 유명한 복사에너지의 파장분포식(플랑크의 복사식) 을 유도하였다.

여기서 c는 광속, h는 플랑크상수, r는 볼츠만상수이다. 이 식에서 빈의 변위법칙이나 슈테판-볼츠만의 복사를 이끌어낼 수 있다. 흑체복사는 노나 별 등의 온도를 추정하는 데 사용한다.

흑체 연구가 진행된 과정
흑체 연구의 목표는 온도를 알고있는 흑체가 방출하는 복사(빛)의 세기를 파장의 함수로 나타낸 공식을 찾는 것이다. 뜨거운 흑체는 복사에너지를 방출한다. 이 복사에너지는 바로 전자기파이다. 그래서 전에 배운 것처럼 이 복사의 파장이 우리 눈에 보이는 가시광선에 해당하면 흔히 말하는 빛이고 그렇지 않으면 적외선, 자외선, 마이크로파, 라디오파 등으로 불리는 다양한 이름의 전자기파이다.

가시광선을 프리즘에 통과시키면 여러가지 색갈로 나타난다. 즉 프리즘은 빛을 파장(또는 진동수)에 따라 분리시킨다. 이러한 장치를 분광기라고 한다. 분광기는 가시광선 뿐 아니라 눈에 보이지 않는 전자기파를 모두 파장에 따라 분리시킬 수 있다.

19세기말 매우 민감한 분광기와 분광기를 통해 나오는 빛의 세기를 측정하는 민감한 광도계가 발달해 있었다. 흑체는 흑체를 구성한 물질에는 관계없이 흑체의 온도만 결정되면 복사의 세기를 파장의 함수로 그린 흑체 복사 곡선이 위 그림과 같이 다 똑같음이 알려져 있었다. 이 흑체 복사곡선의 특징은 다음과 같다.

주어진 온도의 흑체복사 전체 에너지는 그래프에서 한 곡선 아래의 넓이에 비례한다. 그래프로부터 흑체의 온도가 높아지면 전체 복사에너지도 증가함을 알수있다.

참고자료

· 없음