கருத்திலா உலோக விளக்கம்: வரையறை, பண்புகள் மற்றும் பயன்பாடுகள்

ஒரு கரும் உடல் என்பது அதில் விழுந்துள்ள அனைத்து மின்கணினி விசிறியையும் அறிவிக்கும் மற்றும் அதன் வெப்பநிலையில் மட்டுமே அடிப்படையிலான தொடர்ச்சியான அலைவெளியை வெளிப்படுத்தும் ஒரு மாதிரியான உருவமாகும். கரும் உடல் விசிறி என்பது அதன் சூழலுடன் தேர்மை இயற்கை சமநிலையில் உள்ள கரும் உடலால் வெளிப்படுத்தப்படும் வெப்பவிசிறி ஆகும். கரும் உடல் விசிறி இயற்பியல், வானியல், பொறியியல் மற்றும் பிற துறைகளில் பல பயன்பாடுகளை பெற்றுள்ளது.

கரும் உடல் என்ன?

கரும் உடல் என்பது விசிறியை அறிவிக்கும் மற்றும் வெளிப்படுத்தும் ஒரு மாதிரியான உருவமாகும்.

ஒரு உண்மையான உருவம் கரும் உடல் என்பதை முழுமையாக நிறைவு செய்யாது, ஆனால் சில உருவங்கள் குறிப்பிட்ட நிலைகளில் அதை தோராயமாக நிறைவு செய்யலாம். உதாரணமாக, ஒரு சுற்று ஒரு சிறிய துளையுடன் கரும் உடலாக செயல்படும், ஏனெனில் துளையில் விழுந்துள்ள எந்த விசிறியும் அது அதில் பிரதிபலிக்கப்படும் முறையில் அது அறிவிக்கப்படும். துளையில் வெளிப்படுத்தப்படும் விசிறி கரும் உடலின் அலகு ஆகும்.

கரும் உடல் எந்த விசிறியையும் பிரதிபலிக்காது அல்லது அதை வழங்காது; அது மட்டுமே விசிறியை அறிவிக்கும் மற்றும் வெளிப்படுத்தும். எனவே, கரும் உடல் அது குளிராக இருக்கும்போது கரும் வண்ணமாக தெரியும் மற்றும் எந்த காணக்கூடிய விசிறியையும் வெளிப்படுத்தாது. ஆனால், கரும் உடலின் வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது, அது அதிக விசிறியை வெளிப்படுத்தும் மற்றும் அதன் அலைவெளி குறைந்த அலைநீளங்களுக்கு மாறும். உயர் வெப்பநிலையில், கரும் உடல் காணக்கூடிய விசிறியை வெளிப்படுத்தும் மற்றும் அதன் வெப்பநிலையின் அடிப்படையில் சிவப்பு, மஞ்சள், நீலம், வெள்ளை அல்லது நீலமாக தெரியும்.

கரும் உடல் விசிறியின் பண்புகள்

கரும் உடல் விசிறியின் அலைவெளி தொடர்ச்சியான மற்றும் கரும் உடலின் வெப்பநிலையில் மட்டுமே அடிப்படையிலான ஒன்றாகும். இந்த அலைவெளியை இரு முக்கிய விதிகளால் விளக்கலாம்: வைனின் தூரம் விதி மற்றும் ஸ்டெஃபன்-போல்ட்ச்மன் விதி.

வைனின் தூரம் விதி

வைனின் தூரம் விதி கரும் உடல் விசிறியின் அதிக தீவிரத்தை கொண்ட அலைநீளம் கரும் உடலின் வெப்பநிலையின் எதிர்த்தன்மையில் இருக்கும் என்பதை குறிப்பிடுகிறது. இதனை கணித வடிவில் பின்வருமாறு கூறலாம்:

இங்கு λmax என்பது அதிக தீவிரத்தை கொண்ட அலைநீளம், T என்பது கரும் உடலின் முழு வெப்பநிலை, b என்பது வைனின் தூரம் மாறிலி என்று அழைக்கப்படும் ஒரு மாறிலி, அதன் மதிப்பு 2.898×10−3 m K.

வைனின் தூரம் விதி கரும் உடலின் வெப்பநிலையுடன் அதன் வண்ணத்தின் மாற்றத்தை விளக்குகிறது.

வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது, அதிக தீவிரத்தை கொண்ட அலைநீளம் குறைகிறது, மற்றும் அலைவெளி குறைந்த அலைநீளங்களுக்கு மாறும். உதாரணமாக, அறை வெப்பநிலை (சுமார் 300 K) கரும் உடல் முக்கியமாக தீநிலை விசிறியை வெளிப்படுத்தும், அதிக தீவிரத்தை கொண்ட அலைநீளம் சுமார் 10 μm. 1000 K வெப்பநிலையில், கரும் உடல் முக்கியமாக சிவப்பு ஒளி வெளிப்படுத்தும், அதிக தீவிரத்தை கொண்ட அலைநீளம் சுமார் 3 μm. 6000 K வெப்பநிலையில், கரும் உடல் முக்கியமாக வெள்ளை ஒளி வெளிப்படுத்தும், அதிக தீவிரத்தை கொண்ட அலைநீளம் சுமார் 0.5 μm.

ஸ்டெஃபன்-போல்ட்ச்மன் விதி

ஸ்டெஃபன்-போல்ட்ச்மன் விதி கரும் உடலின் முழு வெப்பநிலையின் நான்காவது அடுக்கு விகிதத்தில் அதன் மொத்த ஆற்றல் வெளிப்படுத்தப்படும் பரப்பு அளவு விகிதமாக இருக்கும் என்பதை குறிப்பிடுகிறது.

இதனை கணித வடிவில் பின்வருமாறு கூறலாம்:

இங்கு Me என்பது மொத்த ஆற்றல் வெளிப்படுத்தும் பரப்பு (அல்லது விசிறி வெளிப்படுத்தும் ஆற்றல்), T என்பது கரும் உடலின் முழு வெப்பநிலை, σ என்பது ஸ்டெஃபன்-போல்ட்ச்மன் மாறிலி என்று அழைக்கப்படும் ஒரு மாறிலி, அதன் மதிப்பு 5.670×10−8 W m$^{-2}K^{-4}$.

ஸ்டெஃபன்-போல்ட்ச்மன் விதி கரும் உடலின் வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது அது அதிக விசிறியை வெளிப்படுத்தும் என்பதை விளக்குகிறது. உதாரணமாக, கரும் உடலின் வெப்பநிலை இரு மடங்கு அதிகரிக்கும்போது, அதன் விசிறி வெளிப்படுத்தும் ஆற்றல் 16 மடங்கு அதிகரிக்கும்.

பரிசு