הבדל מפתח - גוף שחור לעומת גוף אפור
המונחים גוף שחור, גוף לבן וגוף אפור נדונים לגבי בליעה, פליטה או השתקפות של קרינה על ידי חומרים שונים. גוף שחור הוא גוף פיזי (אובייקט) אידיאלי שיכול לספוג את כל הקרינה האלקטרומגנטית הנובעת. גוף אפור הוא גוף (אובייקט) הפולט קרינה בכל אורך גל ביחס קבוע פחות מאחד לזה הנפלט מגוף שחור באותן טמפרטורות. ההבדל העיקרי בין גוף שחור לגוף אפור הוא שגוף שחור הוא גוף פיזי אידיאלי ואילו הגוף האפור הוא גוף פיזי לא אידיאלי.
מה זה גוף שחור?
גוף שחור הוא גוף פיזי (אובייקט) בעל אידיאליות שיכול לספוג את כל הקרינה האלקטרומגנטית הנכנסת. בליעה זו מתרחשת לגבי התדירות וזווית ההתרחשות של הקרינה. המשמעות היא שקליטת הקרינה על ידי גוף שחור אינה תלויה בכיוון שממנו מגיעה הקרינה ובאורך הגל של הקרינה. גוף שחור הוא גוף לא רפלקטיבי. לעומת זאת, גוף לבן הוא גוף פיזי (אובייקט) בעל משטח מחוספס המשקף את כל הקרינה האלקטרומגנטית הנובעת. ההשתקפות היא השתקפות מלאה ואחידה לכל הכיוונים.
גוף שחור שנמצא בטמפרטורה קבועה יכול לפלוט את הקרינה האלקטרומגנטית הנספגת. מכאן שזהו בולם מושלם ופולט מושלם. קרינה הנפלטת זו ידועה בשם קרינת גוף שחור. קרינת הגוף השחור מתרחשת ונותנת ספקטרום ספציפי ועוצמות ספציפיות בטמפרטורה נתונה.
הקרינה הנפלטת מהגוף השחור מצייתת לחוק הפלנק. חוק פלאנק קובע שהספקטרום של הגוף השחור נקבע רק לפי הטמפרטורה של הגוף השחור, לא לפי הצורה או הרכבו של הגוף השחור. לגוף שחור שנמצא בטמפרטורה קבועה (בשיווי משקל תרמי) יש תכונות אופייניות הבאות.
- הגוף השחור הוא פולט אידיאלי – הוא פולט את הקרינה בכל תדר אפשרי שגוף באותה טמפרטורה יכול לפלוט
- הגוף השחור הוא פולט מפוזר - הוא פולט את אותו תדר בכל כיוון (קרינה איזוטרופית).
איור 01: עקומות גוף שחורות של פלאנק עבור טמפרטורות שונות
הגשמת גוף שחור היא התגלמות העולם האמיתי של המושג גופים שחורים. במילים אחרות, מימושו של גוף שחור נותן את הדוגמאות לכך שגוף שחור מתרחש בעולם האמיתי (שכן גוף שחור הוא מושג אידיאלי). להלן כמה דוגמאות:
- כוכבים
- Planets
- חורים שחורים
מהו גוף אפור?
גוף אפור הוא גוף (אובייקט) הפולט קרינה בכל אורך גל ביחס קבוע פחות מאחדות לזה הנפלט מגוף שחור באותן טמפרטורות. גוף אפור הוא גוף פיזי שכושר הספיגה שלו של משטח אינו משתנה בהתאם לשינוי בטמפרטורה ובאורך הגל של הקרינה הפוגעת.
בניגוד לגוף השחור, גוף אפור הוא פולט לא אידיאלי או רדיאטור לא מושלם. הסיבה לכך היא שגוף אפור יכול לספוג חלק מהאנרגיה שהוא מקבל וגם הוא עשוי לשקף חלק מהאנרגיה. גוף אפור פולט רק חלק מהקרינה שהוא סופג. גוף אפור נחשב כאובייקט אטום.
מהו הדמיון בין גוף שחור לגוף אפור?
הגוף השחור והגוף האפור הם עצמים שיכולים לספוג ולפלוט קרינה
מה ההבדל בין גוף שחור לגוף אפור?
גוף שחור לעומת גוף אפור |
|
| גוף שחור הוא גוף פיזי (אובייקט) בעל אידיאליזציה שיכול לספוג את כל הקרינה האלקטרומגנטית הנכנסת | גוף אפור הוא גוף (אובייקט) הפולט קרינה בכל אורך גל ביחס קבוע פחות מאחדות לזה שפולט גוף שחור באותן טמפרטורות. |
| עקרון | |
| גוף שחור הוא גוף פיזי אידיאלי. | גוף אפור הוא גוף פיזי לא אידיאלי. |
| ספיגה | |
| גוף שחור יכול לספוג את כל הקרינה האלקטרומגנטית הנכנסת. | גוף אפור יכול חלק מהקרינה המקרה. |
| פליטה | |
| גוף שחור יכול לפלוט את הקרינה בכל תדר אפשרי שגוף באותה טמפרטורה יכול לפלוט והוא פולט את אותו תדר לכל כיוון. | גוף אפור יכול לפלוט חלק מהקרינה הנספגת. |
סיכום – גוף שחור לעומת גוף אפור
גוף שחור הוא גוף פיזי אידיאלי שיכול לספוג את כל הקרינה הנובעת ולפלוט קרינה לכל כיוון אפשרי באופן איזוטרופי. גוף אפור הוא עצם לא אידיאלי שיכול לספוג חלק מהקרינה הפוגעת ולפלוט רק חלק מהקרינה. ההבדל בין גוף שחור לגוף אפור הוא שגוף שחור הוא גוף פיזי אידיאלי ואילו הגוף האפור הוא גוף פיזי לא אידיאלי.
