Belangrijk verschil - Zwart lichaam versus grijs lichaam
De termen zwart lichaam, wit lichaam en grijs lichaam worden besproken met betrekking tot de absorptie, emissie of reflectie van straling door verschillende stoffen. Een zwart lichaam is een geïdealiseerd fysiek lichaam (object) dat alle invallende elektromagnetische straling kan absorberen. Een grijs lichaam is een lichaam (object) dat bij elke golflengte straling uitzendt in een constante verhouding van minder dan één tot die uitgezonden door een zwart lichaam bij dezelfde temperaturen. Het belangrijkste verschil tussen een zwart lichaam en een grijs lichaam is dat het zwarte lichaam een ideaal fysiek lichaam is, terwijl het grijze lichaam een niet-ideaal fysiek lichaam is.
Wat is Black Body?
Een zwart lichaam is een geïdealiseerd fysiek lichaam (object) dat alle invallende elektromagnetische straling kan absorberen. Deze absorptie vindt plaats met betrekking tot de frequentie en de invalshoek van de straling. Dit betekent dat de absorptie van straling door een zwart lichaam onafhankelijk is van de richting waar de straling vandaan komt en de golflengte van de straling. Een zwart lichaam is een niet-reflecterend lichaam. Een wit lichaam daarentegen is een fysiek lichaam (een object) met een ruw oppervlak dat alle invallende elektromagnetische straling weerkaatst. De reflectie is een volledige en uniforme reflectie naar alle richtingen.
Een zwart lichaam dat op een constante temperatuur is, kan de geabsorbeerde elektromagnetische straling uitzenden. Daarom is het een perfecte absorber en perfecte emitter. Deze uitgezonden straling staat bekend als zwartlichaamstraling. De straling van het zwarte lichaam treedt op en geeft een specifiek spectrum en specifieke intensiteiten bij een bepaalde temperatuur.
De straling die door het zwarte lichaam wordt uitgezonden, gehoorzaamt aan de wet van Planck. De wet van Planck stelt dat het spectrum van het zwarte lichaam alleen wordt bepaald door de temperatuur van het zwarte lichaam, niet door de vorm of de samenstelling van het zwarte lichaam. Een zwart lichaam dat een constante temperatuur heeft (bij thermisch evenwicht) heeft de volgende karakteristieke eigenschappen.
- Het zwarte lichaam is een ideale zender - het zendt de straling uit op elke mogelijke frequentie die een lichaam met dezelfde temperatuur kan uitzenden
- Het zwarte lichaam is een diffuse zender – het zendt in elke richting dezelfde frequentie uit (isotrope straling).
Figuur 01: Black Body Curves van Planck voor verschillende temperaturen
De realisatie van een zwart lichaam is de echte belichaming van het concept van zwarte lichamen. Met andere woorden, de realisatie van een zwart lichaam geeft de voorbeelden voor zwarte lichamen die in de echte wereld voorkomen (aangezien een zwart lichaam een ideaal concept is). Enkele voorbeelden worden hieronder gegeven:
- Sterren
- Planeten
- Zwarte gaten
Wat is Gray Body?
Een grijs lichaam is een lichaam (object) dat bij elke golflengte straling uitzendt in een constante verhouding van minder dan één tot die uitgezonden door een zwart lichaam bij dezelfde temperaturen. Een grijs lichaam is een fysiek lichaam waarvan het absorptievermogen van een oppervlak niet varieert met de variatie in temperatuur en golflengte van de invallende straling.
In tegenstelling tot het zwarte lichaam is een grijs lichaam een niet-ideale straler of een onvolmaakte straler. Dat komt omdat een grijs lichaam een deel van de energie die het ontvangt kan absorberen en het kan ook een deel van de energie weerkaatsen. Een grijs lichaam zendt slechts een deel van de straling uit die het absorbeert. Een grijs lichaam wordt beschouwd als een ondoorzichtig object.
Wat is de overeenkomst tussen zwart lichaam en grijs lichaam?
Zowel Black Body als Grey Body zijn objecten die straling kunnen absorberen en uitzenden
Wat is het verschil tussen zwart lichaam en grijs lichaam?
Zwart lichaam versus grijs lichaam |
|
| Een zwart lichaam is een geïdealiseerd fysiek lichaam (object) dat alle invallende elektromagnetische straling kan absorberen | Een grijs lichaam is een lichaam (object) dat bij elke golflengte straling uitzendt in een constante verhouding van minder dan één tot die uitgezonden door een zwart lichaam bij dezelfde temperaturen. |
| Principe | |
| Zwart lichaam is een ideaal fysiek lichaam. | Grijs lichaam is een niet-ideaal fysiek lichaam. |
| Absorptie | |
| Zwart lichaam kan alle invallende elektromagnetische straling absorberen. | Grijs lichaam kan een deel van de invallende straling opvangen. |
| Emissie | |
| Zwart lichaam kan de straling uitzenden in elke mogelijke frequentie die een lichaam met dezelfde temperatuur kan uitzenden en het zendt dezelfde frequentie uit in elke richting. | Grijs lichaam kan een deel van de geabsorbeerde straling uitzenden. |
Samenvatting – Zwart lichaam versus grijs lichaam
Een zwart lichaam is een ideaal fysiek lichaam dat alle invallende straling kan absorberen en isotroop straling in alle mogelijke richtingen kan uitzenden. Een grijs lichaam is een niet-ideaal object dat een deel van de invallende straling kan absorberen en slechts een deel van de straling kan uitzenden. Het verschil tussen een zwart lichaam en een grijs lichaam is dat het zwarte lichaam een ideaal fysiek lichaam is, terwijl het grijze lichaam een niet-ideaal fysiek lichaam is.
