Hay un experimento mental muy famoso que verifica la dependencia de la temperatura de los espectros de cuerpo negro.
La prueba primero asume que dos cuerpos negros tienen espectros diferentes y luego muestra que esto conduce a una contradicción. Sean dos cuerpos negros A y B, ambos a temperatura , irradian diferentes espectros. Luego use un filtro y topes de apertura para permitirles transferir calor solo por radiación en una banda de paso dada. Entonces, la radiación de A es absorbida completamente por B, y la radiación de B es absorbida completamente por A. Por lo tanto, si sus espectros son diferentes, habría una transferencia neta de calor entre A y B, pero sus temperaturas son las mismas. Dado que no se produce transferencia de calor entre objetos de la misma temperatura, los espectros deben ser idénticos. La elección de la banda de paso del filtro fue arbitraria, por lo que los espectros deben ser idénticos en todas las frecuencias.
Yo lo entiendo de esta manera: si A liberó fotones de una sola longitud de onda, B también debería hacerlo, de lo contrario habrá una transferencia de energía neta (los fotones no tienen forma de separarse del otro cuerpo). Pero considere esto: A emite fotones de energía.
, mientras que B emite fotones de energía
y
en cantidades iguales. En este caso, estarían intercambiando la misma energía (por lo que las temperaturas seguirían siendo las mismas), pero los espectros serían diferentes.
Sé que esto quizás sea imposible en la vida real, pero ¿no es este un caso que claramente no se explica con el experimento mental?
Su propuesta funciona en ausencia de bandas de paso de filtro, pero el punto principal del argumento es el uso de bandas de paso de filtro. En su caso particular, el contraejemplo se rompe cuando elige, por ejemplo, una banda de paso de filtro claramente centrada alrededor de la frecuencia . En este caso, no hay fotones de será capaz de cruzar la banda de paso del filtro, mientras que todos los fotones de cruzará Por eso, se enfriará mientras se calienta y, por lo tanto, no pueden estar en equilibrio térmico, lo cual es una contradicción.
Observe la importancia de la banda de paso del filtro en el argumento. Eso es lo que permite la selección de frecuencias y permite que el argumento funcione para cada frecuencia individual.
Supongamos que un cuerpo emite fotones de energía. a tasa fotones por segundo, mientras que el otro emite fotones de energías y cada uno a la tasa fotones por segundo. Los dos cuerpos están entonces en equilibrio térmico, cada uno emitiendo y absorbiendo energía. por segundo.
Ahora podemos bloquear cualquiera de las tres frecuencias y tener la transferencia neta de energía, según el argumento dado en el OP. Así, estos cuerpos no son negros.
jacob1729