**Absolútne čierne teleso** (iné názvy: **Planckov žiarič**, **dokonale čierne teleso**, **čierne teleso**, **čierny žiarič**) je hypotetické teleso, ktoré úplne pohlcuje elektromagnetické žiarenie všetkých vlnových dĺžok dopadajúce na jeho povrch. Absorpčný koeficient absolútne čierneho telesa je 1 pre všetky vlnové dĺžky. Absolútne čierne teleso je súčasne ideálny žiarič, zo všetkých možných telies tej istej teploty vysiela najväčšie množstvo žiarivej energie. Intenzita žiarenia povrchu absolútne čierneho telesa a aj rozloženie intenzity žiarenia podľa vlnových dĺžok, závisí len od jeho teploty. Celkovú intenzitu žiarenia absolútne čierneho telesa popisuje Stefanov-Boltzmannov zákon. Žiarenie Slnka pomerne dobre zodpovedá žiareniu absolútne čierneho telesa s teplotou približne 5800 K, reliktové žiarenie zodpovedá žiareniu absolútne čierneho telesa s teplotou 2,7 K.

Experimentálna aproximácia absolútne čierneho telesa
----------------------------------------------------

S rastúcou teplotou telesa sa vrchol intenzity žiarenia posúva ku kratším vlnovým dĺžkam Schopnosť telesa vysielať elektromagnetické žiarenie úzko súvisí s jeho schopnosťou pohlcovať žiarenie, pretože teleso pri konštantnej teplote je v termodynamickej rovnováhe so svojím okolím, teda získava pohlcovaním energie od okolia rovnaké množstvo energie, ako do okolia odovzdáva.  
Absolútne čierne teleso možno aproximovať dutým telesom s veľmi malým otvorom. Všetko žiarenie, ktoré vniká do dutiny, zostáva v dutine a postupne je stenami dutiny pohltené. Steny dutiny neustále vysielajú a pohlcujú žiarenie a žiarenie, ktoré z dutiny uniká cez malý otvor má vlastnosti žiarenia absolútne čierneho telesa. Experimentálne sa zistilo, že množstvo vyžiarenej energie závisí od teploty a je tým väčšie, čím je teplota telesa vyššia. Vysielané žiarenie obsahuje elektromagnetické vlny rôznej vlnovej dĺžky a experimentálne sa zistilo, že relatívne množstvo energie žiarenia s istou vlnovou dĺžkou sa tiež mení. Množstvo vysielanej energie sa hodnotí pomocou spektrálnej hustoty žiarenia I(λ), definovanej ako množstvo energie pripadajúcej na jednotkový interval vlnovej dĺžky. Pre malé a veľké hodnoty vlnovej dĺžky klesá k nule.

Wienov posuvný zákon
--------------------

Maximum I(λ) je pri istej hodnote λ(max), pričom

{\displaystyle \lambda \_{max}={\frac {b}{T}}} , *b*=2.897 768 5(51) × 10–3 m K
Tento empirický vzťah sa nazýva *Wienov posuvný zákon*.

Zákon žiarenia absolútne čierneho telesa podľa klasickej fyziky
---------------------------------------------------------------

Zo zákonov klasickej fyziky koncom 19. storočia Rayleigh a Jeans odvodili zákon žiarenia absolútne čierneho telesa v tvare:

{\displaystyle I(\lambda )={\frac {8\pi kT}{\lambda ^{4}}}}
Tento vzťah sa nazýva *Rayleighov-Jeansov zákon*. Pri znižovaní λ k hodnotám ultrafialovej časti spektra, by I smerovalo k nekonečnu, čo bolo v príkrom rozpore s experimentom. Tento nesúlad klasickej teórie s experimentom sa vo fyzikálnej literatúre nazýval *ultrafialová katastrofa*.

Kvantový zákon žiarenia absolútne čierneho telesa
-------------------------------------------------

Nemecký fyzik Max Planck sa zaoberal problémom žiarenia absolútne čierneho telesa a uvažoval, že príčinou zlyhania teórie bude niečo, čo sa pokladá za samozrejmé, ale nemusí to byť pravdivé. Vyslovil hypotézu, podľa ktorej si harmonický oscilátor môže vymieňať energiu s okolím iba nespojite po istých kvantách hodnoty

{\displaystyle \,\!\epsilon =h\nu }
kde {\displaystyle \,\!\nu } je frekvencia oscilátora a {\displaystyle \,\!h} je Planckova konštanta, ktorej hodnota je {\displaystyle \,\!h\,=6,626.10^{-34}}

Na základe predstavy, že teleso sa skladá z veľkého množstva takýchto oscilátorov, odvodil zákon žiarenia absolútne čierneho telesa

{\displaystyle I(\lambda )d\lambda ={\frac {2\pi hc^{2}}{\lambda ^{5}}}{\frac {1}{e^{hc/\lambda kT}-1}}d\lambda }
Ten istý zákon pre frekvenciu

{\displaystyle I(\nu )={\frac {2\pi h\nu ^{3}}{c^{3}}}{\frac {1}{e^{{h\nu }/kT}-1}}}
kde 

* {\displaystyle I(\nu )d\nu \,} je množstvo energie na jednotku plochy za jednotku času vyžiarenej v jednotkovom priestorovom uhle vo frekvenčnom intervale {\displaystyle \,\!\nu } a {\displaystyle \,\!\nu +\mathrm {d} \nu }
* {\displaystyle T\,} je teplota absolútne čierneho telesa
* {\displaystyle h\,} je Planckova konštanta
* {\displaystyle c\,} je rýchlosť svetla
* {\displaystyle k\,} je Boltzmannova konštanta

Na základe tohoto zákona Albert Einstein odvodil teóriu fotoelektrického javu.

Referencie
----------

1. ↑   Súpis termínov z astronómie. *Kultúra slova* (Bratislava: Jazykovedný ústav Ľ. Štúra SAV a Matica Slovenská), 2018, roč. 52, čís. 2, s. 85. Dostupné online [cit. 2018-05-15]. ISSN 0023-5202.
2. 1 2  absolútne čierne teleso. In:  *Encyclopaedia Beliana*. 1. vyd. Bratislava : Encyklopedický ústav SAV; Veda, 1999. 696 s. ISBN 80-224-0554-X. Zväzok 1. (A – Belk), s. 31.

|  |  |
| --- | --- |
| Portal | Fyzikálny portál |