Στα υπέρυθρο θερμομέτρων, ποιος είναι ο ρόλος του μαύρου σώματος;
(1) Ένα αντικείμενο που απορροφά πλήρως οποιοδήποτε μήκος κύματος εξωτερικής ακτινοβολίας χωρίς καμία αντανάκλαση υπό οποιεσδήποτε συνθήκες.
(2) Ένα αντικείμενο με λόγο απορρόφησης 1
(3) Ένα αντικείμενο που απορροφά κάθε εισερχόμενη ακτινοβολία οποιουδήποτε μήκους κύματος σε οποιαδήποτε θερμοκρασία. Οποιοδήποτε αντικείμενο έχει τη δυνατότητα να ακτινοβολεί, να απορροφά και να εκπέμπει ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα που ακτινοβολούνται έχουν διαφορετικές φασματικές κατανομές σε διαφορετικές ζώνες. Αυτή η φασματική κατανομή σχετίζεται με τα χαρακτηριστικά του ίδιου του αντικειμένου και της θερμοκρασίας του και επομένως ονομάζεται θερμική ακτινοβολία. Προκειμένου να μελετηθούν οι νόμοι της θερμικής ακτινοβολίας που δεν εξαρτώνται από τις συγκεκριμένες ιδιότητες της ύλης, οι φυσικοί έχουν καθορίσει ένα ιδανικό αντικείμενο - ένα μαύρο σώμα - ως το τυπικό αντικείμενο για την έρευνα θερμικής ακτινοβολίας. Το λεγόμενο μαύρο σώμα αναφέρεται στην απορρόφηση όλων των προσπίπτουσας ηλεκτρομαγνητικής κυμάτων, χωρίς αντανάκλαση ή μετάδοση (φυσικά, η ακτινοβολία του μαύρου σώματος εξακολουθεί να ακτινοβολεί προς τα έξω).
Ο νόμος περί ακτινοβολίας του Kirchhoff δηλώνει ότι ο λόγος ενέργειας που ακτινοβολείται από ένα αντικείμενο σε θερμική ισορροπία με τον ρυθμό απορρόφησης του είναι ανεξάρτητος από τις φυσικές ιδιότητες του ίδιου του αντικειμένου και εξαρτάται μόνο από το μήκος κύματος και τη θερμοκρασία. Σύμφωνα με τον νόμο περί ακτινοβολίας του Kirchhoff, σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, ένα μαύρο σώμα πρέπει να είναι ένα αντικείμενο με την υψηλότερη ικανότητα ακτινοβολίας, η οποία μπορεί να ονομαστεί πλήρες ψυγείο. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα που εκπέμπονται από διαφορετικές ουσίες στην υπέρυθρη θερμογραφία δεν διασταυρώνονται ποτέ και αυτό το μαύρο σώμα είναι απλώς ένα σημείο αναφοράς, ισοδύναμο με μηδενικό σημείο. Αλλά στον πραγματικό κόσμο, δεν υπάρχει τέτοιο ιδανικό μαύρο σώμα, οπότε τι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να απεικονίσει αυτή τη διαφορά; Για οποιοδήποτε μήκος κύματος, η εκπομπή ορίζεται ως η αναλογία της ενέργειας ακτινοβολίας ενός πραγματικού αντικειμένου μέσα σε ένα μικρό διάστημα μήκους κύματος αυτού του μήκους κύματος προς την ενέργεια ακτινοβολίας ενός μαύρου σώματος στην ίδια θερμοκρασία. Προφανώς, η εκπομπή είναι ένας θετικός αριθμός μεταξύ 0 και 1, και γενικά εξαρτάται από τις ιδιότητες του υλικού, τους περιβαλλοντικούς παράγοντες και τις συνθήκες παρατήρησης. Εάν η εκπομπή είναι ανεξάρτητη από το μήκος κύματος, τότε ένα αντικείμενο μπορεί να ονομαστεί γκρίζο σώμα, διαφορετικά, ονομάζεται επιλεκτικό ψυγείο.
