Home arrow บทความวิทยาศาสตร์ arrow การแผ่รังสีของวัตถุดำ (Blackbody Radiation)
  
เมนูอื่นๆ
Home บทความวิทยาศาสตร์ เซ็นสมุดเยี่ยม
การแผ่รังสีของวัตถุดำ (Blackbody Radiation) PDF พิมพ์


การแผ่รังสีความร้อน - การแผ่รังสีของวัตถุดำ

    การแผ่รังสีความร้อน จัดว่าเป็นรูปแบบพื้นฐานของการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า วัตถุหรืออนุภาคใดๆที่มีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูิมิสัมบูรณ์จะแผ่รังสีความร้อนเสมอ เนื่องจากอุณหภูมิของวัตถุทำให้อะตอมและโมเลกุลภายในวัตถุเกิดการสั่นและเคลื่อนไหวชนกันตลอดเวลา การชนทำให้โมเลกุลเปลี่ยนทิศทาง การเปลี่ยนทิศทางของโมเลกุลเทียบได้ว่ามีความเร่งเกิดขึ้นนั่นเอง เมื่ออนุภาคที่มีประจุเกิดความเร่งจะมีการแผ่รังสีขนาดต่างๆกัน ดังนั้นพออนุมานได้ว่า ปริมาณการแผ่รังสีของวัตถุใดจะมีความสัมพันธ์โดยตรงกับอุณหภูมิของวัตถุนั้น เราเรียกการแผ่รังสีแบบนี้ว่า การแผ่รังสีของวัตถุดำ

ตัวอย่าง : เมื่อนำกระทะเหล็กไปอุ่นบนเตาประมาณ 2-3 นาที ลองยื่นมือไปใกล้ๆกระทะ จะรู้สึกได้ว่ามีไอร้อนมาสัมผัสที่มือความร้อนดังกล่าวเกิดจากการแผ่รังสีอินฟราเรดของกระทะเหล็กนั่นเอง หากให้ความร้อนกับกระทะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งอุณหภูมิสูงพอ ในที่สุดจะเห็นกระทะร้อนขึ้นจนเปลี่ยนเป็นสีแดง ซึ่ง ณ ขณะนั้น นอกจากแผ่รังสีอินฟราเรดแล้ว ยังเกิดการแผ่รังสีในช่วงวิสิเบิลอีกด้วย วัตถุดำ คืออะไร ?


วัตถุดำ (คลิกเพื่อขยายภาพ)

ภาพแสดงวิธีการแผ่รังสีผ่านรูเปิดของวัตถุดำ
    วัตถุดำ หมายถึง วัตถุอุดมคติที่สามารถดูดกลืนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มาตกกระทบได้อย่างสมบูรณ์ ในทางทฤษฎี เราอาจจินตนาการว่าเป็นวัตถุที่มีลักษณะทรงกลมกลวง มีที่ว่างอยู่ภายในและมีรูเปิดเล็กๆ อยู่ 1 รู อาจทำด้วยวัสดุใดๆ ขนาดใดๆก็ได้ เพราะชนิดและขนาดของวัสดุที่ใช้ไม่มีผลกระทบต่อการแผ่รังสีของวัตถุดำ (ดูภาพประกอบ)

     เมื่อวัตถุดำเกิดสมดุลของอุณหภูมิ จะแผ่รังสีความร้อนออกมาเป็นสเปกตรัมที่มีลักษณะเฉพาะตัว ตำแหน่งสูงสุดของสเปกตรัม ณ ความยาวคลื่นค่าหนึ่ง จะขึ้นกับอุณหภูมิของวัตถุดำและค่าคงที่บางตัวเท่านั้น
รังสีที่หลุดเล็ดลอดออกมาจากรูเปิด เป็นรังสีที่ถูกปล่อยจากผนัง ไม่ใช่รังสีสะท้อน
วัตถุทุกชนิดในจักรวาลจะแผ่รังสีในลักษณะเดียวกับวัตถุดำ
bb
    ภาพทางซ้ายแสดงสเปกตรัมของวัตถุดำที่เกิดจากการแผ่รังสีของวัตถุ
ณ อุณหภูมิต่างกัน 3 ค่า : 5000 K, 4000 K, และ 3000 K. เห็นได้ว่า วัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าจะแผ่รังสีที่มีความยาวคลื่นสูงกว่า

ในภาพแสดงการแผ่รังสีความร้อนในช่วงวิสิเบิล หรือ ช่วงใกล้วิสิเบิล

หากต้องการเห็นการแผ่รังสีความร้อนในช่วงคลื่นวิทยุ ต้องทำให้วัตถุเย็นลงกว่านี้มากๆ

วัตถุที่เย็นกว่า 1000 K จะแผ่รังสีในช่วงอินฟราเรดมากกว่าช่วงวิสิเบิล

ภาพนี้คัดลอกมาจาก
http://pegasus.phast.umass.edu/a100/handouts/bb/bb.html



< ก่อนหน้า   ถัดไป >
ขณะนี้มี 12 บุคคลทั่วไป ออนไลน์
สถิติผู้เยี่ยมชม
ผู้เยี่ยมชม: 9980025  คน
หนังสืออิเล็กทรอนิกส์
ฟิสิกส์ 1 (ภาคกลศาสตร์)
ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)
ฟิสิกส์ 2
กลศาสตร์เวกเตอร์
โลหะวิทยาฟิสิกส์
เอกสารคำสอนฟิสิกส์ 1
ฟิสิกส์ 2 (บรรยาย)
ฟิสิกส์พิศวง
สอนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
ทดสอบออนไลน์
วีดีโอการเรียนการสอน
แผ่นใสการเรียนการสอน
เอกสารการสอน PDF
หน้าแรกในอดีต

ทั่วไป
การทดลองเสมือน
บทความพิเศษ
ตารางธาตุ(ไทย1)
พจนานุกรมฟิสิกส์
ลับสมองกับปัญหาฟิสิกส์
ธรรมชาติมหัศจรรย์
สูตรพื้นฐานฟิสิกส์
การทดลองมหัศจรรย์
กิจกรรมการทดลองทางวิทยาศาสตร์

บททดสอบ
แบบฝึกหัดกลาง
แบบฝึกหัดโลหะวิทยา
แบบทดสอบ
ความรู้รอบตัวทั่วไป
อะไรเอ่ย ?
ทดสอบ(เกมเศรษฐี)
คดีปริศนา
ข้อสอบเอนทรานซ์
เฉลยกลศาสตร์เวกเตอร์
แบบฝึกหัดออนไลน์

สรรหามาฝาก
คำศัพท์ประจำสัปดาห์
ความรู้รอบตัว
การประดิษฐ์แของโลก
ผู้ได้รับโนเบลสาขาฟิสิกส์
นักวิทยาศาสตร์เทศ
นักวิทยาศาสตร์ไทย
ดาราศาสตร์พิศวง
สุดยอดสิ่งประดิษฐ์
การทำงานของอุปกรณ์ทางฟิสิกส์
การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ

การเรียนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
การวัด
เวกเตอร์
การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ
การเคลื่อนที่บนระนาบ
กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
การประยุกต์กฎของนิวตัน
งานและพลังงาน
การดลและโมเมนตัม
การหมุน
สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง
การเคลื่อนที่แบบคาบ
ความยืดหยุ่น
กลศาสตร์ของไหล
กลไกการถ่ายโอนความร้อน
เทอร์โมไดนามิก
คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร
คลื่น
การสั่น และคลื่นเสียง
ไฟฟ้าสถิต
สนามไฟฟ้า
ความกว้างของสายฟ้า
ตัวเก็บประจุ
ศักย์ไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้า
สนามแม่เหล็ก
การเหนี่ยวนำ
ไฟฟ้ากระแสสลับ
ทรานซิสเตอร์
สนามแม่เหล็กไฟฟ้า
แสงและการมองเห็น
ทฤษฎีสัมพัทธภาพ
กลศาสตร์ควอนตัม
โครงสร้างของอะตอม
นิวเคลียร์

สมัครสมาชิก
เพื่อรับเอกสารเพิ่ม!