Является ли атом абсолютно чёрным телом?

Question

И если да, то что насчёт двух, трёх и боле?

Answer 1

Одиночный атом совершенно точно не является абсолютно черным телом. Абсолютно черное тело, по определению, должно поглощать свет на всех частотах, а одиночный атом этого делать не может. Он может поглощать только фотоны с определенными энергиями - такими, которые нужны, чтобы перебрасывать электроны в атоме с одного энергетического уровня на другой. Поэтому у одиночного атома - дискретный спектр поглощения.

То же самое касается и системы из двух и трех атомов. Там возникают некоторые тонкости из-за возможного взаимодействия атомов между собой, но непрерывного спектра поглощения все равно не получается.

А вот в очень больших коллективах атомов ситуация может быть принципиально другой. Здесь не место вдаваться в детали, но коллективное взаимодействие и взаимное движение атомов может привести к образованию непрерывного спектра поглощения. Например (вы можете удивиться, если этого не знаете) , наше Солнце с очень хорошей точностью удовлетворяет определению абсолютно черного тела.

Вы еще спросили, может ли фотон "пролететь" сквозь атом, не взаимодействуя с ним. Как ни странно, это _неправильный вопрос_. Объяснение не очень простое и требует знания специальной теории относительности и квантовой механики, но если в двух словах, то _одиночный фотон не локализован в пространстве_. Он как бы занимает всё пространство, поэтому ставить вопрос о том, пролетел ли фотон _сквозь_ атом (если он при этом с атомом не провзаимодействовал) не имет смысла. Свет ведет себя как поток частиц _только при излучении и поглощении_, так что если фотон был поглощен атомом, то вы можете говорить о его локализации, потому что знаете, какой именно атом его поглотил. Но пока фотон находится "в полете" - он ведет себя как волна, и никакого конкретного положения в пространстве у него нет.