Skip to main content

Physics- Black Body And The Black Body Radiation

Black Body And The Black Body Radiation 

R.M. Parvathavarthini, XII – 2C  (2021-22)

            

      Let us understand about black bodies and the black body radiation from the view of the scientists who created this concept.

       In the mid 19th  century, physicists Rayleigh and Jean gave an equation which described, how the intensity of electromagnetic waves vary with their wave lengths. Now, we must know what is intensity. Though there are many equations and technical definitions, let’s simply say that intensity means brightness! Hence, Raylight and Jean explained how bright the are when their wavelengths change. They said as the “wave length increases”’ they become “less brighter”.

    Since any new equation developed in physics needs both theoretical and experimental proof, the scientists did few experimental proof,  but to their surprise, it gave a different result! It said that the wavelength increases and intensity decreases only in the region between visible light and IR.

          But, in the UV – visible light region the intensity increases as the wave length increases! Scientists couldn’t believe this strange behaviour. They were wondering if there was any “mystery” in the UV region. But a German scientist Max Planck thought different and he asked “ what if we understood the basic ideas wrong?” i.e., We had missed out something about radiation and atoms? And also he resolved the confusion by stating that, “ATOMS ALSO EMIT AND ABSORB RADIATION” and “ENERGY IS QUANTIZED”.  'Quantized' means that energy is contained in “wave packets” and energy can be 1E, 1000E, 5196E but never 7.5 E or 3/2 E! He altered the Rayleigh – Jean’s equation, and provided the correct graph.      



  

      

          This is called the black body radiation. Generally, we require special equipments to do specific  experiments, eg. a thermometer to study about heat, a spring balance to learn weight as a force, likewise to experimentally find the relation between the intensity and wavelength of electro magnetic wave, scientists used a “black body”. As the name says, the object is completely black.

          Emit or absorb all the colours (all the rays in light). But why?

We know that an object of a specific colour absorbs all the colours except its own. That is, a blue coloured paper absorbs all six colours except  blue. A white paper is the mixture of 7 colours, therefore can it absorb any colour? Definitely No! So, it reflects it or allows light pass through it.

        What about black? It is not a colour, but represents the “absence of colour”, i.e., it has no colour. Hence, it could absorb all thcolours of VIBGYOR! [That is why we use black coloured umbrellas in summer to protect ourselves from sunlight!] Therefore, if we take a box and coat it completely black it could absorb 80 – 90% of the radiation or light that hits it.

Why 80 – 90%? Because, there are always a few exceptions and no matter how much blackish the body is, it partly reflects some amount of light. Now, if the black body absorbs huge amount of radiation, it gets more and more hotter or we could say it gets more and more thermal energy. Now, what does thermodynamics say?

         Whenever an object is hotter than its surrounding, heat flows from hotter body to the colder region, until they both get in equal temperature. For us, since our black body is hotter, heat flows from it to the surrounding in the form of radiation itself! Remember, that is why a black body  iany object that emits or absorbs all radiation in thermal equilibrium! If you’re wondering about why does Planck’s graph show that strange wave and what was the mistake in Rayleigh.

·      Think about, what if a body which is not black in colour, behaves like a black body. Is it possible?

·      Sun is a very hot object and it emits enormous heat in form of radiation. Can it be a black body?

If you’ve found the answer for the 1st question, then this will be  very easy!

Comments

Popular posts from this blog

செப்டம்பர் 20

 செப்டம்பர் 20,1798: கப்பத்தொகை பாக்கி பற்றிய பேச்சு வார்த்தை நடத்த இராமநாதபுரம் அலுவலகத்தில் வந்து தன்னை சந்திக்கும்படி கலெக்டர் ஜாக்சன் கேட்டுக் கொண்டதற்கு இணங்க கட்டபொம்மன் அங்கு சென்றார். ஆனால் கலெக்டரோ குற்றாலம் சென்று விட்டார்.  கட்டபொம்மனும்  ஆகஸ்ட் 27ஆம் தேதி முதல் விடாமல் அவரைப் பின்தொடர்ந்து குற்றாலம், சிவகிரி, சாத்தூர், ஸ்ரீவில்லிபுத்தூர் ஆகிய ஊர்களுக்கு பயணம் செய்து இறுதியில் செப்டம்பர் 19ஆம் தேதி ராமநாதபுரம் வந்து சேர்ந்தார்.  20ஆம் தேதியான இன்று ஜாக்சனை பார்க்க அனுமதி வழங்கப்பட்டது. கட்டபொம்மனும் அவரது வக்கீல் சுப்பிரமணிய பிள்ளையும் உட்காரக்கூட அனுமதிக்கப்படவில்லை. ஏறக்குறைய மூன்று மணி நேரம் நிற்க வைத்தே பேச்சு வார்த்தை நடந்தது.  கட்டவேண்டிய பாக்கி கப்பம் 1080 பகோடாவிற்காக கட்டபொம்மனை கைது செய்ய முற்பட்ட போது மாறுவேடத்தில் வந்திருந்த ஊமைத்துரையும் அவனது போர் வீரர்களும் ஆங்கிலப்படை வீரர்கள் மீது பாய்ந்து கட்டபொம்மனை விடுவித்துச் சென்று விட்டனர். இங்கு நடந்த இக்கலவரத்தில் ஆங்கிலேய அதிகாரி லெப்ட்டினன்ட் கிளார்க் உட்பட பல ஆங்கில வீரர்கள் பலியானார்...

மனங்களை வென்றவர்

 பெரும் சாம்ராஜ்யம்... நூற்றுக்கும் அதிகமான நாடுகளில் டாடாவின் விஸ்வரூபம்... ஆனால் எந்தக் காலத்திலும் உலகக் கோடீஸ்வரர்கள் பட்டியலில் அவர் பெயர் வந்ததில்லை... லாபத்தில் 3இல் 2 பங்கை அறம் சார்ந்த பணிகளுக்கு செலவிட்டவர்... கோவிட் காலத்தில்  அரசாங்கத்துக்கும் அறப்பணிகளுக்கும்  என அவர்  அள்ளி வழங்கிய செல்வத்துக்கு எந்தக் கணக்கிலும் அளவு காண முடியாது... அஜ்மல் கசாப் உள்ளிட்ட பாகிஸ்தான் தீவிரவாதிகள்  கண்ணில்பட்ட மனிதர்களையெல்லாம் கொன்று குவித்த போது மும்பையிலேயே பெரியதான அவருடைய தாஜ் ஹோட்டல் தீயிடப்பட்டது. உள்ளே தீவிரவாதிகளிடம்  சிக்கிகொண்டவர்களைக் காப்பாற்ற ராணுவம், காவல்துறை எல்லாம் போராடிக்கொண்டிருந்த வேளையில் தன் பாதுகாப்பைப் பற்றிக் கவலைப்படாமல்  தீயணைப்பு வீரர்கள் அருகே அவர்  தெருவில் இறங்கி நின்ற காட்சியை யாராலும் மறக்க முடியாது.  தன்னலம் மறந்த அந்த மாமனிதர் இன்று இல்லை.  அளவிட முடியாத செல்வத்திலும் சராசரி மனிதனாகவே வாழ்ந்து வந்தவர்... இந்தியாவால் எதுவும் முடியும் என்ற சிந்தனையை  ஒவ்வொருவர் மனதிலும் ஆழப்பதித்தவர்... எளிய மனிதர்களைப்...

இதே நாளில்

  இதே நாளில் ஜனவரி    1    2     3    4     5     6     7    8     9    10    11     12     13  14     15     16     17     18     19     20      21    22     23   24   25     26     27     28     29     30    31 பிப்ரவரி 1    2    3   4      5      6      7       8      9    10     11      12     13   14   15      16      17     18      19     20    21      22   23      24    25 ...