В свете для очень высоких частот кинетическая энергия рассчитывается как h · f (где f - частота). Оно не может быть преобразовано в тепловую энергию на этих частотах, потому что это означало бы бесконечные температуры. Это означает, что составляющие черного тела постепенно погружаются в область, где у них нет температуры, которую вы можете видеть в левой части приведенного выше изображения.

Правая часть изображения была прекрасно понятна без квантовой физики, потому что для очень низких частот эквивалентная тепловая энергия также очень мала. Понимание режима высоких частот привело к предсказанию существования фотонов, которые несли "кванты" (дискретные частицы энергии, измеряемые константой h).

Характеристики спектра черного тела
Наиболее интенсивно излучаемое объектом излучение имеет длину волны ?, которая обратно пропорциональна температуре. Более высокие температуры будут испускать интенсивноеизлучение с более короткими длинами волн, а цвет сместится в синюю область спектра.

Спектр излучения имеет следующие характеристики:

Цвета, наблюдаемые для любого объекта, являются продуктом света (фотонов), излучаемого объектом или отраженного объектом. Фотоны имеют разную длину волны в зависимости от их энергии: фотоны с низкой энергией воспринимаются как красные, а фотоны с высокой энергией воспринимаются как сине-фиолетовые.

Разница в цвете, которую вы воспринимаете, обусловлена ячейками, известными как колбочки. Колбочки - это особые фоторецепторные клетки, которые могут преобразовывать падающий свет в электрический сигнал, который поступает в мозг.

Колбочки делятся на три типа ячеек, которые чувствительны к диапазону различных длин волн: короткие длины волн, такие как синий и фиолетовый цвета, средние длины волн, такие как зеленый и желтый, и большие длины волн, такие как оранжевый и красный.

Звезды и излучение черного тела
Звезды можно моделировать как черные тела, что означает, что температура их поверхности и длина волны излучения связаны. Благодаря этой взаимосвязи мы можем различать, какие звезды имеют более высокую температуру, чем другие, по излучению, которое они излучают, и наблюдаемому цвету. Некоторые примеры приведены в таблице ниже (где K означает Кельвин, а nm - нанометры):

Цвет Название звезды Температура (К) Пиковое излучение (нм)
Сине-белый Ригель 11,000 145
Сине-белый Вега 9602 310
Желтый Солнце 5778 550
Оранжевый Альдебаран 3910 740

Звезды не имеют одинакового цвета на протяжении всей своей жизни, и изменение цвета может многое рассказать нам о температуре и процессах, происходящих внутри.

Одним из примеров является конкретный случай желтой звезды, подобной нашему Солнцу, которая станет красным гигантом.

Предполагаемый механизм, предложенный британским ученым Стивеном Хокингом, известный как излучение Хокинга, принимает форму кривой излучения черного тела. Однако окончательных ответов на эти явления найдено не было.

Излучение черного тела - основные выводы
Черное тело является идеальным излучателем и поглотителем излучения. В черном теле излучение излучения зависит от его температуры.

Из-за зависимости температуры от частоты излучения пик излучения дает нам температуру тела.

Звезды, как излучающие тела, могут быть смоделированы как черные тела. Из-за этого цвет звезды может рассказать нам о ее температуре. Красные звезды будут холоднее, а синие - горячее.

Черные дыры - это идеальные черные тела, способные поглощать все излучение. Было предсказано и теоретизировано несколько механизмов, с помощью которых они могут излучать излучение. Одним из них является излучение Хокинга.