Siyah Cisim Işıması (black-body radiation)

"Siyah cisim ışıması (radyasyonu)" veya "kavite radyasyonu", üzerindeki tüm radyasyon olaylarını absorplayan ve sadece bu radyasyon sisteminin karakteristiği olan enerjiyi yeniden yayan, gelen ışının türüne bağlı olmayan bir cismi veya sistemi ifade eder. Yayılan enerjinin, yayılan kavitenin dalga veya rezonans modları tarafından üretildiği düşünülebilir.

Katılar akkor hale kadar ısıtıldıklarında sürekli bir ışın çıkışı olur. Çıkan ışın, çıkışına neden olan madde yüzeyinin bileşiminden çok sıcaklığına göre karakteristik bir durum gösterir. Bu tip ışına "siyah-cisim ışını" denir ve ısıl enerji ile katı içinde sayısız atomik ve moleküler salınımlar oluşturularak elde edilir. Siyah-cisim ışının teorik incelemesi aşağıdaki sonuçları verir:

·         Işındaki dalga boylarından mutlak sıcaklığın tersi ile orantılı olan dalga boyu, maksimum değere sahiptir (lmaks. µ1/T);
·         Bir siyah-cisimden çıkan toplam enerji (birim zaman ve alan için), sıcaklığın dördüncü kuvvetiyle değişir (Etoplam µ T4);
·         Belirli bir sıcaklıktaki ışının çıkış gücü dalga boyunun beşinci kuvvetinin tersi ile değişir (P µ 1/l5).

Belirli bir frekans aralığında yayılan ışın miktarı, o aralıktaki modların sayısına orantılı olmalıdır. Klasik fizik tüm modların üretilme şansının eşit olduğunu ve modların sayısının frekansın karesiyle orantılı olarak arttığını ileri sürer. Ancak, yayılan enerjinin frekansla ("ultraviyole felaketi" olarak adlandırılan) sürekli olarak beklenen artışı gerçekleşmez.



Şekil-3: Frekans eğrisi ve dalga boyu eğrisi