Całkowicie czarne ciało jest nazywane takim, ponieważ pochłania całe promieniowanie padające na nie (a raczej na nie) zarówno w zakresie widzialnym, jak i poza nim. Ale jeśli ciało się nie nagrzewa, energia jest ponownie wypromieniowywana. Szczególnie interesujące jest to promieniowanie emitowane przez całkowicie czarne ciało. Pierwsze próby zbadania jego właściwości podjęto jeszcze przed pojawieniem się samego modelu.
Na początku XIX wieku John Leslie eksperymentował z różnymi substancjami. Jak się okazało, czarna sadza nie tylko pochłania całe padające na nią światło widzialne. Emitował w zakresie podczerwieni znacznie silniej niż inne, lżejsze substancje. Było to promieniowanie cieplne, które różni się od wszystkich innych kilkoma właściwościami. Promieniowanie całkowicie czarnego ciała jest równowagowe, jednorodne, zachodzi bez transferu energii i zależy tylko od temperatury ciała.
Kiedy temperatura obiektu jest wystarczająco wysoka, promieniowanie cieplne staje się widoczne, a następnie każde ciało, w tym całkowicie czarne, nabiera koloru.
Tak wyjątkowy przedmiot, który emituje tylko określony rodzaj energii, nie mógł nie przyciągnąć uwagi. Ponieważ mówimy o promieniowaniu cieplnym, pierwsze formuły i teorie na temat tego, jak powinno wyglądać widmo, zostały zaproponowane w ramach termodynamiki. Klasyczna termodynamika była w stanie określić, przy jakiej długości fali powinno być maksymalne promieniowanie w danej temperaturze, w jakim kierunku i o ile będzie się przesuwać po podgrzaniu i ochłodzeniu. Jednak nie było możliwe przewidzenie, jaki jest rozkład energii w widmie ciała doskonale czarnego na wszystkich długościach fal, aw szczególności w zakresie ultrafioletu.
Według klasycznej termodynamiki energia może być emitowana w dowolnych porcjach, w tym dowolnie małych. Aby jednak całkowicie czarne ciało promieniowało na krótkich długościach fal, energia niektórych jego cząstek musi być bardzo duża, aw obszarze fal ultrakrótkich dochodziłaby do nieskończoności. W rzeczywistości jest to niemożliwe, nieskończoność pojawiła się w równaniach i została nazwana katastrofą w ultrafiolecie. Dopiero teoria Plancka, że energia może być wypromieniowana w dyskretnych porcjach – kwantach – pomogła rozwiązać ten problem. Dzisiejsze równania termodynamiki są szczególnymi przypadkami równań fizyki kwantowej.
Początkowo całkowicie czarne ciało było reprezentowane jako wnęka z wąskim otworem. Promieniowanie z zewnątrz wchodzi do takiej wnęki i jest pochłaniane przez ściany. Na widmo promieniowania, któremusi mieć całkowicie czarne ciało, w takim przypadku widmo promieniowania od wejścia do jaskini, otworu studni, okna do ciemnego pokoju w słoneczny dzień itp. jest podobne. Ale przede wszystkim pokrywają się z nim widma kosmicznego promieniowania tła Wszechświata i gwiazd, w tym Słońca.
Można śmiało powiedzieć, że im więcej cząstek o różnych energiach w obiekcie, tym silniejsze jego promieniowanie będzie przypominało ciało doskonale czarne. Krzywa rozkładu energii w widmie ciała doskonale czarnego odzwierciedla wzorce statystyczne w układzie tych cząstek, z jedyną poprawką, że energia przekazywana podczas oddziaływań jest dyskretna.
