Diferència clau: cos negre i cos gris
Els termes cos negre, cos blanc i cos gris es discuteixen pel que fa a l'absorció, emissió o reflex de la radiació per part de diferents substàncies. Un cos negre és un cos físic idealitzat (objecte) que pot absorbir tota la radiació electromagnètica incident. Un cos gris és un cos (objecte) que emet radiació a cada longitud d'ona en una proporció constant inferior a la unitat a la que emet un cos negre a les mateixes temperatures. La diferència clau entre un cos negre i un cos gris és que el cos negre és un cos físic ideal, mentre que el cos gris és un cos físic no ideal.
Què és el cos negre?
Un cos negre és un cos físic idealitzat (objecte) que pot absorbir tota la radiació electromagnètica incident. Aquesta absorció es produeix pel que fa a la freqüència i l'angle d'incidència de la radiació. Això significa que l'absorció de radiació per part d'un cos negre és independent de la direcció de la qual prové la radiació i de la longitud d'ona de la radiació. Un cos negre és un cos no reflectant. En canvi, un cos blanc és un cos físic (un objecte) que té una superfície rugosa que reflecteix tota la radiació electromagnètica incident. La reflexió és una reflexió completa i uniforme en totes direccions.
Un cos negre que es troba a una temperatura constant pot emetre la radiació electromagnètica absorbida. Per tant, és un absorbent perfecte i un emissor perfecte. Aquesta radiació emesa es coneix com a radiació del cos negre. La radiació del cos negre es produeix donant un espectre específic i intensitats específiques a una temperatura determinada.
La radiació emesa pel cos negre obeeix la llei de Planck. La llei de Planck estableix que l'espectre del cos negre està determinat només per la temperatura del cos negre, no per la forma o la composició del cos negre. Un cos negre que es troba a una temperatura constant (en equilibri tèrmic) té les següents propietats característiques.
- El cos negre és un emissor ideal: emet la radiació a totes les freqüències possibles que pot emetre un cos a la mateixa temperatura
- El cos negre és un emissor difús: emet la mateixa freqüència en totes les direccions (radiació isòtropa).
Figura 01: corbes del cos negre de Planck per a diferents temperatures
La realització d'un cos negre és l'encarnació del món real del concepte de cossos negres. En altres paraules, la realització d'un cos negre dóna els exemples de cos negre que es produeixen al món real (ja que un cos negre és un concepte ideal). A continuació es donen alguns exemples:
- Estrelles
- Planetes
- Forats negres
Què és el cos gris?
Un cos gris és un cos (objecte) que emet radiació a cada longitud d'ona en una proporció constant inferior a la unitat a la que emet un cos negre a les mateixes temperatures. Un cos gris és un cos físic la capacitat d'absorció del qual d'una superfície no varia amb la variació de la temperatura i la longitud d'ona de la radiació incident.
A diferència del cos negre, un cos gris és un emissor no ideal o un radiador imperfecte. Això es deu al fet que un cos gris pot absorbir part de l'energia que rep i també pot reflectir part de l'energia. Un cos gris només emet una part de la radiació que absorbeix. Un cos gris es considera un objecte opac.
Quina semblança hi ha entre el cos negre i el cos gris?
Tant el cos negre com el cos gris són objectes que poden absorbir i emetre radiació
Quina diferència hi ha entre el cos negre i el cos gris?
Cos negre vs Cos gris |
|
| Un cos negre és un cos físic idealitzat (objecte) que pot absorbir tota la radiació electromagnètica incident | Un cos gris és un cos (objecte) que emet radiació a cada longitud d'ona en una proporció constant inferior a la unitat a la que emet un cos negre a les mateixes temperatures. |
| Principi | |
| El cos negre és un cos físic ideal. | El cos gris és un cos físic no ideal. |
| Absorció | |
| El cos negre pot absorbir tota la radiació electromagnètica incident. | El cos gris pot produir part de la radiació incident. |
| Emissió | |
| El cos negre pot emetre la radiació en totes les freqüències possibles que un cos a la mateixa temperatura pot emetre i emet la mateixa freqüència en totes les direccions. | El cos gris pot emetre part de la radiació absorbida. |
Resum: cos negre i cos gris
Un cos negre és un cos físic ideal que pot absorbir tota la radiació incident i emetre radiació a totes les direccions possibles de manera isotròpica. Un cos gris és un objecte no ideal que pot absorbir part de la radiació incident i emetre només una part de la radiació. La diferència entre un cos negre i un cos gris és que el cos negre és un cos físic ideal, mentre que el cos gris és un cos físic no ideal.
