Cos negre

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Radiació d'un cos negre

En física, un cos negre és un cos ideal, aïllat, en equilibri termodinàmic, tal que la radiació emesa és igual a l'absorbida.[1] Aquesta radiació emesa no depèn de la temperatura del medi. L'espectre (quantitat de llum emesa a cada longitud d'ona) d'un cos negre és molt característic, i depèn de la seva temperatura.

Tot cos a una temperatura superior a 0 K, és a dir, superior al zero absolut (–273 °C) emet una radiació electromagnètica. Les diferències entre l'espectre emès per un objecte i el d'un cos negre ideal són suficients per a determinar la composició química de l'objecte.

Un cos negre és un emissor ideal que radia energia amb el màxim ritme possible per unitat d'àrea a cada longitud d'ona i per a cada temperatura. Un cos negre també absorbeix tota l'energia radiant incident en el mateix: així, no es reflecteix ni es transmet cap energia.

El nom "cos negre" va ser introduït per Gustav Kirchhoff el 1862. L'espectre d'un cos negre va ser deduït per Max Planck, que va haver de suposar que la radiació electromagnètica només es podia propagar en paquets discrets o quàntums.

La intensitat de radiació d'un cos negre a temperatura T ve donada per la Llei de Radiació d'un cos negre de Planck:

I(\nu) =\frac{2h\nu^{3}}{c^2}\frac{1}{\exp\left(\frac{h\nu}{kT}\right)-1}

on:

I(ν) és la quantitat d'energia per unitat d'àrea de superfície per unitat d'angle sòlid per unitat de freqüència. La unitat és, per exemple: [W m-2 Hz-1 sr-1];
ν és la freqüència;
T és la temperatura del cos negre;
h és la constant de Planck;
c és la velocitat de la llum;
k és la constant de Boltzmann.

Al laboratori, la cosa més semblant a un cos negre és un forat petit que doni a una cavitat amb una superfície rugosa i negra. El fons de radiació còsmic de microones presenta un espectre de cos negre gairebé perfecte.


Un cos que rep una radiació electromagnètica pot reflectir-ne una part i absorbir-ne la resta. L'energia absorbida transforma l'energia interna del cos i, potser serà emesa en una altra longitud d'ona (per exemple un cos exposat al sol que rep una radiació lluminosa s'escalfa, i torna a emetre una radiació infraroja en una longitud d'ona més gran, ja que el cos està a una temperatura més alta.

Vegeu també[modifica | modifica el codi]

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. «Cos negre». L'Enciclopèdia.cat. Barcelona: Grup Enciclopèdia Catalana.
A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Cos negre Modifica l'enllaç a Wikidata