La radiazione del corpo nero è la radiazione termica emessa da, piuttosto che riflessa da, un oggetto. Fisicamente, la radiazione del corpo nero è sempre mescolata con la radiazione riflessa, perché tutti gli oggetti del mondo reale riflettono alcune delle onde elettromagnetiche che ricevono. Tuttavia, un ipotetico corpo nero emetterebbe radiazioni dipendenti solo dalla sua temperatura. I corpi neri caldi emetterebbero sostanzialmente nella gamma visibile della luce e, quindi, sarebbero visibili agli umani. I corpi neri freddi emetterebbero principalmente nella gamma dell’infrarosso, rendendoli invisibili all’occhio umano.
Un corpo nero è un oggetto che assorbe tutte le radiazioni elettromagnetiche in entrata. Nessuna radiazione incidente viene riflessa dalla superficie del corpo. I corpi neri non esistono nel mondo fisico; sono oggetti idealizzati usati per scopi concettuali e teorici. I corpi del mondo reale riflettono sempre una parte della radiazione in arrivo, sebbene questa quantità possa variare. I corpi neri sono chiamati così perché, non avendo riflesso onde luminose incidenti, apparirebbero neri quando sono freddi.
Tutti gli oggetti, compresi i corpi neri, emettono una quantità di radiazione termica che dipende dalla temperatura dell’oggetto. Infatti, questa quantità è proporzionale alla temperatura assoluta di un oggetto alla quarta potenza. Raddoppiare la temperatura assoluta di un oggetto, ad esempio, portando un forno dalla temperatura ambiente a circa 600° Fahrenheit (315° Celsius), provocherà una radiazione termica 16 volte maggiore. La quantità totale di radiazione termica, quindi, aumenta drasticamente all’aumentare delle temperature.
A temperature inferiori a circa 900°F (482°C), la maggior parte delle radiazioni del corpo nero si trova nella parte infrarossa dello spettro elettromagnetico. Le lunghezze d’onda di questa radiazione sono al di fuori della gamma per la percezione visiva umana, il che spiega perché le persone non possono vedere oggetti a temperatura ambiente durante la notte. Tuttavia, gli oggetti molto caldi iniziano a emettere sostanzialmente nella gamma visibile della luce. Questo spiega perché le persone possono vedere la legna che brucia o una stella lontana durante la notte. La luce di questi oggetti caldi non viene riflessa principalmente da altre fonti, quindi è la radiazione del corpo nero.
Come accennato, gli oggetti del mondo reale riflettono sempre parte della luce incidente che ricevono. Gli individui interpretano questa luce riflessa come la capacità di “vedere” un oggetto; le persone possono vedere oggetti freddi perché riflettono la radiazione del corpo nero di oggetti più caldi. Sia che le onde luminose visibili provengano dal sole o da una lampadina, raggiungono i nostri occhi solo dopo aver rimbalzato su un oggetto freddo. Senza questa radiazione originale del corpo nero, gli oggetti freddi apparirebbero neri, che è proprio ciò che gli individui notano di notte senza oggetti caldi in vista. Se gli umani fossero in grado di vedere nell’infrarosso, sarebbero in grado di vedere anche gli oggetti a temperatura ambiente.