Tag: พลังค์

ในชีวิตประจำวันเราคงเคยเจอเหตุการณ์ดังรูปด้านบนอย่างแน่นอน วัตถุ เช่น เหล็ก หรือ ถ่าน เมื่อเผาไฟแล้วจะเกิดการเปล่งแสง(คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า) ยิ่งร้อนสีที่เราเห็นยิ่งสว่างขึ้น ในรูปด้านบนนั้นตะปูที่ถูกเผาด้วยไฟ(สีฟ้าของไฟนั้นเกิดจากกระบวนการทางเคมี) ส่วนที่โดนไฟตรงๆนั้นจะมีสีสว่างออกขาวมาก ต่ำลงไปจะออกเหลือง และออกแดงๆตามลำดับ หากเราดูความสัมพันธ์ระหว่างสีของแสงและอุณหภูมิ(เคลวิน) ดังรูปด้านล่าง สีของแสงที่เรามองเห็นเป็นแค่ส่วนหนึ่งของสเปกตรัมของแสงที่เป็นไปได้ดังรูปด้านล่าง คำถามที่น่าสนใจคือ ไม่ว่าจะเป็นเหล็กหรือถ่านไม้ พฤติกรรมของเปล่งแสงเมื่อถูกทำให้ร้อนนั้นเหมือนกัน หรือพูดอีกอย่างว่า แผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือแผ่รังสีความร้อนของวัตถุนั้นไม่ได้ขึ้นกับว่าวัตถุนั้นประกอบขึ้นจากอะไรแต่กลับขึ้นกับอุณหภูมิ เช่น ณ อุณหภูมิประมาณ 5500 K(ผิวดวงอาทิตย์) ทั้งเหล็กและถ่านไม้จะเปล่งแสงขาวเหมือนกัน  เป็นที่เข้าใจกันดีอยู่แล้วว่าสำหรับวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงกว่าศูนย์องศาสัมบูรณ์จะแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า(รังสีความร้อน) อันนี้เนื่องมาจากวัตถุนัันประกอบขึ้นมาจากอะตอมในรูปแบบที่ยุ่งยากขึ้นกับชนิดวัสุด และอะตอมนั้นประกอบขึ้นมาจากประจุ หากเรามองภาพง่ายๆคือ ประจุสั่นไปมาจะปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า และประจุสั่นเนื่องจากความร้อนที่ป้อนให้กับวัสดุ ปกติแล้วเมื่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า(แสง)ตกกระทบวัสดุนั้น จะเกิดการสะท้อน ส่งผ่าน และดูดกลืน แต่ละส่วนมากน้อยขึ้นกับชนิดของวัสดุ เช่น แก้วนั้นนั้นแสงจะทะลุผ่านได้ดีมากๆ อธิบายง่ายๆคือ ประจุหรืออิเล็กตรอนนั้นโดนยึดไว้ในอะตอมดังนั้นการตอบสนองในรูปของการสั้นต่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เข้ามามีจำกัดและไม่ได้เป็นช่วงแสงที่มองเห็น ดังนั้นมันจึงไม่ตรงกันและแน่นอนว่าไม่ดูดกลืน ผิวโลหะที่เป็นประกายจะสะท้อนแสงได้ดี เนื่องจากในโลหะนั้นมีอิเล็กตรอนอิสระ ดังนั้นอิเล็กตรอนเหล่านี้จะโดนกระตุ้นโดยคลื่นแสงแม่เหล็กไฟฟ้าที่เข้ามาเกิดการสั่นไปมาโตกว่าขนาดของอะตอม(mean free path โต) เกิดการเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสอันนำไปสู่การแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งก็คือแสงที่สะท้อนออกมา(แค่บางส่วนของคลื่นแสงที่โดนดูดกลืนเป็นความร้อนในวัสดุ) ผงถ่านสีดำนั้นจะดูดกลืนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ดีมากๆและเปลี่ยนไปเป็นความร้อน อันเนื่องมาจากอิเล็กตรอนอิสระนั้นมี mean free path สั้นมากๆกรณีนั้น…