¿Por qué se calienta un cuerpo emiten luz?

Question

Estoy teniendo mis primeras conferencias sobre la física Cuántica. Habíamos discutido, el cuerpo negro y la radiación térmica. Sin embargo, ¿por qué se calienta un cuerpo emiten luz? Cómo es que un aumento de la temperatura produce un cambio en el campo electromagnético?

Siéntase libre de utilizar las ecuaciones de respuesta.

Answer 1

IchVerloren, bienvenido a la Física SE!

La cosa no cambio de temperatura de un campo electromagnético. En su forma más básica, la temperatura de la $T$ es la relación entre la falta de información (entropía $S$) y la energía total $U$:

\begin{equation} \frac{1}{T}=\frac{\partial S}{\partial U}. \end{equation}

Es un parámetro estadístico que mide la dispersión de su energía a través de los grados de libertad del sistema. A grandes rasgos, la ecuación significa que cuanto mayor es la temperatura, menos los nuevos grados de libertad tiene que ser excitado para mí, para aumentar el sistema de energía en un termodinámicamente, de forma coherente (con menor energía de los estados que están ocupados en primer lugar, en una proporción conocida como la distribución de Boltzmann).

Ahora, considere la posibilidad de que el campo electromagnético como nuestro sistema. Puede tener excitaciones, y por lo tanto, tener energía. Podemos definir una temperatura para nada con la energía. Los grados de libertad de los campos EM son, precisamente, sus modos de vibración. Como tal, la temperatura está relacionada con cómo muchos de estos modos están ocupadas. Ya que los menores de energía modos necesidad de estar más emocionado a bajas temperaturas, y el experimento nos dice que las frecuencias más bajas dominan a bajas temperaturas, podemos postular una relación directa entre la resolución de la energía (la energía de una sola excitación) $E$ y el modo de frecuencia $\nu$

$$E=h\nu,$$

que es bastante ad-hoc, pero puede ser muy rigurosos con la profundidad en los argumentos termodinámicos. Para el campo electromagnético para tener la temperatura, las necesidades de la radiación de cuerpo negro.

Pero tal vez usted se interesa, en donde esta radiación proviene de. Así, a grandes rasgos, los electrones en los materiales también tienen estadísticas térmica de las distribuciones, y para mantener el equilibrio térmico que constantemente se están emocionados y caída de los niveles de energía. Este cambio de energía se realiza a través de la radiación electromagnética (ver electrones son partículas cargadas) y tiene el espectro de cuerpo negro.

Answer 2

Usted está aquí - und deshalb bist du nicht verloren! Aquí es por qué:

La superficie de un cuerpo caliente puede considerarse como compuesto de un gran número de pequeños osciladores electromagnéticos que pueden ser excitados por los fotones entrantes. Se puede absorber la energía de los fotones, y luego por oscilante que puede irradiar esa energía de nuevo. Al hacerlo, los osciladores esforzamos por lograr un equilibrio entre la radiación en el espacio próximo a la superficie.

Answer 3

Desde mi entender, es permanecer en equilibrio térmico. Supongamos que el objeto de sentarse en una mesa y la sala de las luces están encendidas. A continuación, el objeto constantemente absorbe los fotones de la fuente de luz. Para que el objeto no tiene una ganancia neta de energía, es necesario que emiten luz en el espectro infrarrojo.