Kara Cisim Işıması

Bütün nesneler mutlak sıfır sıcaklığının (0 K, -273.15 °C) üzerinde elektromanyetik radyasyon formunda enerji yayınlar. Bir “kara cisim” üzerine düşen tüm radyasyonu soğuran, hiçbir şekilde yansımanın ya da iletimin...

Bütün nesneler mutlak sıfır sıcaklığının (0 K, -273.15 °C) üzerinde elektromanyetik radyasyon formunda enerji yayınlar. Bir “kara cisim” üzerine düşen tüm radyasyonu soğuran, hiçbir şekilde yansımanın ya da iletimin olmadığı teorik veya model bir cisimdir. Bu nedenle, mükemmel bir soğurucu ve tüm dalga boylarında mükemmel radyasyon yayınlayıcı olan varsayımsal bir nesnedir. Bir kara cisim tarafından yayılan ısıl enerjinin spektral  dağılımı (bir dizi dalga boyu ya da frekanslar üzerinden radyasyon yoğunluğunun şekli) sadece sıcaklığına bağlıdır.

Şekil 1. Birkaç farklı sıcaklıkta kara cisim ışıma eğrileri.

Kara cisim ışımasının özellikleri birkaç yasa ile açıklanabilir:

  • Belirli bir mutlak sıcaklıkta (T), her dalga boyundaki (Eλ) yayımın spektral enerji yoğunluğunu belirleyen aşağıdaki bağıntı ile ifade edilen Planck’ın kara-cisim ışıma yasası.
  • Yayma pik frekansının (fmax) mutlak sıcaklık (T) ile doğrusal bir şekilde artış gösterdiğini ifade eden Wien’in yer değiştirme yasası. Buna karşılık, cismin sıcaklığı arttıkça yayma eğrisinde dalga boyu azalır.
  • Yayılan toplam enerjiyi (E) mutlak sıcaklık ile ilişkilendiren Stefan-Boltzmann yasası

Şekil 1’de dikkat edilmesi gerekilen şeyler:

  • Kara cisim ışıma eğrileri oldukça karmaşık bir şekle sahiptir (Planck yasası ile açıklanmıştır).
  • Belirli bir sıcaklıkta spektral görüntü (veya eğri) belirli bir dalga boyuna karşılık gelir. Bu durumun tersi de geçerlidir.
  • Kara cismin sıcaklığı arttıkça dalga boyu azalır (Wien yasası).
  • Bütün dalga boylarında yoğunluk (ya da akı) kara cismin sıcaklığı arttıkça artış gösterir.
  • Sıcaklık arttıkça yayılan toplam enerji (eğri altındaki alan) hızlı bir şekilde artar (Stefan-Boltzman yasası).
  • Yoğunluk, çok kısa ya da uzun dalga boylarında çok düşük olabilmesine rağmen, mutlak sıfır sıcaklığının üzerinde herhangi bir sıcaklıkta teorik olarak bütün dalga boylarında (kara cisim ışıma eğrileri asla sıfır noktasına ulaşmaz) enerji yayınlanır.

Astronomide, her zaman iyi bir yaklaşım olmasa da yıldızlar genellikle kara cisimler olarak modellenir. Bir yıldızın sıcaklığı radyasyon eğrisinin dalga boyundan çıkarılabilir. 1965 yılında, kozmik mikrodalga arka plan radyasyonu (CMBR) Penzias ve Wilson tarafından keşfedildi. Bu çalışmalarından dolayı daha sonra Nobel ödülünü kazandılar. Radyasyon spektrumu COBE uydusu tarafından ölçüldü ve 2.725 K sıcaklığına sahip bir kara cisim eğrisine uyan dikkat çekici bir sonuç bulundu. Bunun durum, evrenin yaklaşık 13.7 milyar yıldır genişlediğinin ve soğuduğunun kanıtı olarak yorumlandı. Daha yakın zamandaki bir görev olan WMAP,  spektral ayrıntıları çok yüksek bir çözünürlük ile ölçerek  evrenin ilk zamanlarında küçük sıcaklık dalgalanmalarını buldu ve bugün gördüğümüz büyük ölçekli yapıların nasıl oluştuğunun keşfine neden oldu.

Kaynak

http://astronomy.swin.edu.au/cosmos/B/Blackbody+Radiation

Kategori
BÜLTENFizikKlasik FizikTeori

Fizik Akademisi’nin kurucularindan biri olan yazarımız, Çukurova Üniversitesi Fizik bölümü Katıhal Fiziği Anabilim dalında yüksek lisans derecesini 2017 yılında aldı . 2017 yılında Çukurova Üniversitesi Fizik bölümü Katıhal Fiziği Anabilim dalında doktora eğitimine başladı. 2014 yılından beri Malzeme Araştırma Grubu’nda araştırmacı olarak çalışmaktadır.
Bir Tane Yorum Var
  • Tunahan Uğur
    23 Kasım 2018 at 12:26 am

    Bahsedilen fmax frekansın güç spektrumu mu ?

  • Cevap Yaz

    ETKİNLİKLER
    May
    11
    Cts
    2024
    all-day Yoğun Madde Fiziği – İzmir Topla... @ İzmir Ekonomi Üniversitesi Balçova kampüsünde M-Blok M01 Amfisi
    Yoğun Madde Fiziği – İzmir Topla... @ İzmir Ekonomi Üniversitesi Balçova kampüsünde M-Blok M01 Amfisi
    May 11 – May 12 all-day
    Yoğun Madde Fiziği - İzmir Toplantısı 2024 @ İzmir Ekonomi Üniversitesi Balçova kampüsünde M-Blok M01 Amfisi | İzmir | Türkiye
    Yoğun Madde Fiziği – İzmir Toplantıları 2012 yılından beri ilkbahar aylarında yapılmaktadır. İzmir üniversiteleri arasında dönüşümlü yapılması öngörülen bu toplantılar İYTE dışında bu yıl ilk kez İzmir Ekonomi Üniversitesi ev sahipliğinde düzenlenecek. Bir gün süren etkinlikte, yoğun madde fiziği alanındaki güncel araştırmaların sunulduğu davetli konuşmaların yanısıra, kısa sözlü sunumlar ve poster oturumu yer alacak. Katılımcı sözlü sunumları ve poster sunumu başvuruları için geniş özet dosyalarının kayıt sırasında gönderilmesi gereklidir. Başvuru için son tarih: 23 Nisan 2024. Toplantıya katılım ücretsizdir ancak kayıt olunması zorunludur.   Davetli Konuşmacılar : Serkan ATEŞ İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü Katı Hal Kuantum Işık Kaynaklarının Polarizasyon Dinamiği Deniz AYBAŞ TÜMTÜRK Bilkent Üniversitesi Alkali Atomlarla Hassas Manyetik Alan Ölçümleri Zafer GEDİK Sabancı Üniversitesi “Eşlenik” Josephson Etkisi Gül GÜLPINAR Dokuz Eylül Üniversitesi Düzensiz[...]
    Haz
    5
    Çar
    2024
    all-day Deneyimsel Nükleer Astrofizik Ul... @ Adana
    Deneyimsel Nükleer Astrofizik Ul... @ Adana
    Haz 5 – Haz 6 all-day
    Deneyimsel Nükleer Astrofizik Uluslararası Konferansı @ Adana | Adana | Adana | Türkiye
      Sizi, 5-6 Haziran 2024 tarihlerinde Adana, Türkiye’de gerçekleşecek olan Deneyimsel Nükleer Astrofizik Uluslararası Konferansı (ICENA-24) konferansına katılmaya davet etmekten büyük heyecan duyuyoruz. Etkinlik, dünya çapındaki önde gelen uzmanları, düşündürücü tartışmaları ve çeşitli ülkelerden katılımcıları bir araya getirecek. 500’den fazla katılımcının beklenmesiyle, konferans, ağ kurma ve profesyonel gelişim için geniş fırsatlar sunacaktır. Konferans, anahtar konuşmalar, sözlü sunumlar, poster oturumları, sempozyumlar ve atölye çalışmaları dahil olmak üzere geniş bir oturum yelpazesine sahip olacaktır. Konuşmacılarımız arasında akademisyenler, öğrenciler, araştırmacılar ve endüstri profesyonelleri bulunmaktadır, bu da dinamik ve etkileşimli bir ortam oluşturur. Katılımcılar, tartışmalara aktif olarak katılma, alanlarında diğerleriyle bağlantı kurma, en son araştırmaları ve keşifleri öğrenme ve süregelen zorluklara çözüm arama fırsatına sahip olacaklar. Ayrıca, konferans, teorik çalışmalar ile pratik uygulamalar arasındaki[...]
    Eyl
    29
    Paz
    2024
    all-day 3. Uluslararası Nükleer Teori Ça... @ Mirage park otel
    3. Uluslararası Nükleer Teori Ça... @ Mirage park otel
    Eyl 29 – Eki 5 all-day
    3. Uluslararası Nükleer Teori Çalıştayı @ Mirage park otel | Antalya | Türkiye
    3. Uluslararası Nükleer Teori Çalıştayı “Göreceli İyon Çarpışmalarında Çekirdek ve Hiperçekirdekler”  29. Eylül (varış günü) ile 5. Ekim (ayrış günü) 2024 (6 gece) tarihleri ​​arasında Antalya, Türkiye’de gerçekleştirilecektir. INTW-2024’ün amacı, nükleer fizik ve ilgili alanlardaki araştırmacılar arasında yeni bilimsel gelişmeler ve fizik sınırlarının damlama hatları hakkında tartışmalar ve işbirlikleri için uluslararası bir forum sağlamaktır. FAIR tesisinde özellikle Nükleer Astrofizik programı ile HADES ve CBM fiziği konularıyla ilgili faaliyetlerin odağında bu sorular yer alıyor. Nükleer fizikteki teorik ve deneysel gelişmeler, çekirdek/hiperçekirdeklerin üretimi, yapısı, bozunması ve oluşumu, laboratuvarlarda ve evrende nükleer parçalanma süreçleri, nükleer astrofizik, nükleer fiziğin uygulamalarına odaklanılacaktır. INTW-2024, Selçuk Üniversitesi, JW Goethe Üniversitesi ve Hesse Helmholtz Araştırma Akademisi FAIR (HFHF) tarafından ortaklaşa düzenleniyor. Goethe Üniversitesi, HFHF ve Selçuk Üniversitesi’nin (124N001) mali[...]
    TWİTTER

    Benzer Yazılar

    • Kuantum Bilgisayarları: Geleceğin Teknolojisi

      Teknoloji dünyasında büyük bir devrimin eşiğindeyiz: kuantum bilgisayarları. Geleneksel bilgisayarlarımızın sınırlarını zorlayan bu yeni teknoloji, hesaplama gücü ve problem çözme yetenekleriyle bilim dünyasını heyecanlandırıyor. Peki, kuantum bilgisayarları nedir ve...
    • Niels Bohr

      Niels Bohr Kopenhag, Danimarka'da doğmuş ve eğitimini almıştır. Hayatı boyunca Kopenhag'da yaşamış, çalışmış ve orada vefat etmiştir. Ancak bilim ve tarih üzerindeki etkisi dünya çapındaydı. Profesyonel çalışmaları ve kişisel...
    • Higgs bozonunu öneren fizikçi Peter Higgs, 94 yaşında öldü

      Parçacığın evreni bir arada tutmaya nasıl yardımcı olduğunu gösteren Nobel ödüllü fizikçi, Edinburgh’daki evinde öldü. Higgs bozonu olarak bilinen yeni bir parçacığı öneren Nobel ödüllü fizikçi Peter Higgs hayatını kaybetti. 1964...
    • Renk Nedir?

      İçerik Reseptörler HSL renk düzeni Ana Kavramlar: Görme bağlamında renk, ışığın farklı dalga boylarının algılanmasıdır. İnsan görme sistemi, yaklaşık 400 nanometre ile 700 nanometre arasındaki ışığın dalga boylarını algılayabilmektedir....