黒体放射エクスプローラー

黒体の発光スペクトルは、プランクの放射の法則によって明確に決定されます。熱エネルギーが増加すると、ウィーンの変位則 λ_max = b/T に従って、ピーク波長が予測どおりにシフトします。この対話型モデルは、温度とスペクトル密度の間の非線形関係を示します。厳密に定義された光子放出の確率分布は、熱平衡にある巨視的な物体の絶対的な熱限界を表します。

絶対零度より高いものはすべて光を放ち、このツールはその背後にある一つの法則を示します。黒体のスペクトルの形は温度だけで決まり、材質にはまったく依存しません。同じ温度であれば、鉄の塊も遠くの恒星もまったく同じ曲線を放射します。実用的な要点は、色は温度計だということです。赤熱から青白へと変わる輝きから、温度を直接読み取れます。

これまで測定された中で最も完璧な黒体は、どの実験室にもありません。空全体がそれです。ビッグバンからおよそ38万年後の名残である宇宙マイクロ波背景放射は、T = 2.725 K のプランクスペクトルに 0.01% 以内で一致し、ピークはマイクロ波領域の 1.06×10⁻³ m 付近にあります。NASA の FIRAS 装置は 10⁵ 分の数を超えるずれを一切検出せず、宇宙論で最も古い光が物理学で最も純粋な熱放射曲線でもあるのです。