흑체 복사 시뮬레이터

흑체 복사 시뮬레이터 사용법

1. 사람 몸과 용암부터 태양과 청색 거성까지 물체를 고르거나, 온도와 반지름을 직접 정합니다. 구는 그 온도의 흑체가 실제로 가지는 색을 띠며, 스펙트럼과 눈의 등색 함수로 계산합니다. 약 700 K 아래에서는 빛나지 않습니다.
2. 그래프는 플랑크 곡선으로, 파장마다 나오는 빛의 양을 보여 주며 축 아래에 가시광선 띠를, 빨간 점선으로 최대를 표시합니다. 온도를 올리면 곡선이 엄청나게 커지고 최대가 적외선에서 가시광선, 자외선으로 짧은 파장 쪽으로 옮겨 갑니다.
3. 빈의 법칙으로 최대 파장을, 슈테판-볼츠만 법칙으로 제곱미터당 일률을, 별이라면 태양과 비교한 광도를 읽습니다. 복사로 식게 두기를 체크하면 하얗게 달궈진 쇠공이 열을 잃으며 노랑, 주황, 빨강을 거쳐 바래 갑니다.

자주 묻는 질문

흑체란 무엇인가요?

받은 빛을 모두 흡수하고 오직 온도 때문에 빛을 내는 이상적인 물체입니다. 그 스펙트럼은 온도만으로 정해지며 플랑크 법칙을 따릅니다. 별, 달군 금속, 용암, 전구 필라멘트는 흑체에 가깝고, 적외선에서는 여러분의 피부도 그렇습니다.

뜨거운 물체는 데울수록 왜 색이 바뀌나요?

온도가 오르면 스펙트럼의 최대가 짧은 파장 쪽으로 옮겨 가기 때문이며, 빈의 법칙 λ_max = 2.898 × 10⁻³ m·K ÷ T를 따릅니다. 약 700 K 아래에서는 빛이 거의 다 적외선이라 눈에 보이게 빛나지 않습니다. 그보다 뜨거워지면 가시광선의 빨간 끝이 먼저 나타나고, 이어서 주황과 노랑이 나오며, 약 6,000 K를 넘으면 가시광선 전체에 퍼져 희게 보이고, 더 뜨거운 별은 푸르스름해집니다.

태양 스펙트럼의 최대가 500 nm인데 왜 초록이 아니라 희게 보이나요?

태양 스펙트럼은 넓어서 가시광선 전체를 거의 고르게 덮으므로, 눈의 세 종류 원뿔세포가 거의 똑같이 자극되어 희게 보이기 때문입니다. 최대가 초록에 있다고 색이 초록이 되지는 않으며, 좁은 초록 빛 띠만이 그렇게 합니다.

뜨거운 물체는 일률을 얼마나 내나요?

슈테판-볼츠만 법칙으로 j = σT⁴ 와트/제곱미터이고, σ = 5.67 × 10⁻⁸ W/(m²·K⁴)입니다. 온도가 두 배면 일률은 열여섯 배가 됩니다. 태양 표면은 제곱미터당 63 MW를 내며, 표면 전체로 곱하면 3.8 × 10²⁶ W입니다.

WebGL이 꺼져 있다고 나옵니다.

3D 화면에는 WebGL이 필요하며, 최신 브라우저는 모두 지원합니다. 브라우저 설정에서 하드웨어 가속이 꺼져 있거나 그래픽 드라이버가 매우 오래되면 비활성화될 수 있습니다. 하드웨어 가속을 켜거나 다른 브라우저를 사용해 보세요.

무언가 업로드되나요?

아니요. 시뮬레이션은 사용자의 브라우저가 WebGL로 직접 그립니다. 어디에도 전송되지 않으며, 페이지를 한 번 불러오면 오프라인에서도 계속 작동합니다.