Uwzględ­nia ona spostrzeżenie, iż przy podwojeniu temperatu­ry absolutnej łączna ilość energii emitowanej na se­kundę z takiego otworka wzrośnie szesnastokrotnie, przy potrojeniu temperatury moc emisji mnoży się przez 81, itd. Teoria ta jest również w zgodzie z do­świadczalnym faktem, iż długość fali dla maksimum intensywności promieniowania zmienia się przeciwnie niż temperatura bezwzględna źródła: im jest ono go­rętsze, tym długość ta maleje. Teoria falowa nie pozwalała jednak uporać się z obserwowanymi faktami spoza opisanego zakresu zjawisk. Rozumując zgodnie z nią otrzymywało się w efekcie końcowym katastrofę w nadfiolecie. Nau­kowcy, którzy zazwyczaj boleją z powodu uganiania się za sensacjami w nauce, jako twórcy terminologii też potrafią sobie w tym względzie pofolgować. Zło­wrogie miano katastrofy w nadfiolecie znaczy tylko tyle, że ciało czarne powinno emitować całą swą energię w paśmie fal ultrakrótkich w jednym gwał­townym błysku.

Odwrotnie, potrzebna jest powierzchnia doskonale czarna, jeśli całe promieniowanie ma być pochłonięte. Jednakże ciało czarne nie tylko pochłania energię cieplną — emituje ją, acz nie przez odbicie, lecz wskutek akumulacji ciepła, tak że staje się coraz gorętsze i promieniuje w całym ciągłym widmie dłu­gości fal.Zachowanie ciała czarnego można odtworzyć eksperymentalnie zamykając intensywne źródło ciepła w odpowiednim pojemniku („piecu”) z malutkim otwo­rem. Eksperymentator może mierzyć (spektroskopem) składowe’ promieniowania emitowanego z otworu. Kiedy temperatura źródła wzrasta, rośnie też ilość wypromieniowanej energii oraz intensywność promie­niowania w paśmie fioletu. Teoria falowa Maxwella pozwala wyjaśnić pierwsze z tych ustaleń.

Właśnie w związku z częstotliwościami wyszła na jaw pewna słabość teorii falowej w sformułowaniu Maxwella, nie ze wszystkimi danymi z obserwacji okazała się ona zgodna. Jeśli ogrzewamy kawałek me­talu, to robi się oin ciemnoczerwony, potem jasnoczerwony i następnie biały. Ogrzewany jeszcze bardziej emituje promienie fioletowe i ultrafioletowe. Jest też jednak przypadek szczególny, znany jako „promienio­wanie ciała czarnego”. Zrozumiemy go rozważywszy, co się dzieje, gdy promieniowanie pada na nieprze­zroczystą powierzchnię. Część promieniowania zostaje pochłonięta, a część odbita. Gdyby powierzchnia była doskonale biała, całe promieniowanie zostałoby od­bite (dlatego właśnie aproksymując biel doskonałą nosimy w lecie jasnobarwne ubiory, wznosimy białe budynki i stasujemy powłoki aluminiowe na odzieży ognioochronnej i na ognioodpornych konstrukcjach).

Kiedy widzimy barwy czerwo­ne, długość fali promieniowania wynosi około 7000 angstremów,_ barwom zaś głębokiego fioletu odpowia­dają długości fal około 3500 angstremów. James Clerk Maxwell wykazał jednak, że promieniowanie nie ogra­nicza się do pasma widzialnego. Mamy w tym wi­dmie fale radiowe długości mili (od grzbietu do grzbietu) i — na drugim krańcu — promienie gamma z jądra atomu z falami o długościach równych ułam­kom angstrema. Drugim parametrem jest częstotli­wość promieniowania. (Pojęcie bynajmniej nieskom­plikowane. Popatrzcie na boję, jak skacze na mor­skiej fali, w górę i w dół: ilość podskoków w jed­nostce czasu określa częstotliwość fali.) W przy­padku światła widzialnego częstotliwość, czyli licz­ba drgań na sekundę, jest bardzo duża: kiedy wi­dzimy fiolet, siatkówka naszego oka odbiera około 1 000 000 000 000 000 drgań na sekundę.

Astronomiczne obserwacje planet i Słońca w czasie zaćmienia tego ostatniego dostar­czyły dowodów na poparcie einsteinowskiej koncepcji „przestrzeni zakrzywionej”. Z początkiem stulecia wyłaniać się począł inny jesz­cze paradygmat. Zainicjowało go coś, co można na­zwać „buntem ciała czarnego” przeciw Jamesa Clar­ka Maxwella teorii fal elektromagnetycznych. Jak wi­dzieliśmy, teoria ta też stanowiła w swoim czasie re­wolucję w nauce. Według teorii falowej światło jest okresowym drganiem elektromagnetycznym rozcho­dzącym się w przestrzeni (bez eteru). W przypadku promieniowania widzialnego długość fal określa sie w aingstremach, jednostkach 100 000 000 razy krót­szych od centymetra.




Warto przeczytać
Słowa kluczowe
Komputer
Polecane