Tärkein tiede

Wienin fysiikka

Wienin fysiikka
Wienin fysiikka

Video: Moderni fysiikka - hiukkasten aaltoluonne teht.6 - Sirius B 2024, Kesäkuu

Video: Moderni fysiikka - hiukkasten aaltoluonne teht.6 - Sirius B 2024, Kesäkuu
Anonim

Wienin laki, jota kutsutaan myös Wienin siirtymälakeeksi, on mustan kappaleen lämpötilan (ihanteellinen aine, joka emittoi ja absorboi kaikkia valon taajuuksia) ja aallonpituuden, jolla se säteilee eniten valoa, lämpötilan välinen suhde. Se on nimetty saksalaisen fyysikon Wilhelm Wien mukaan, joka sai Nobelin fysiikan palkinnon vuonna 1911 lain löytämisestä.

Wien tutki mustan kappaleen säteilyn aallonpituutta tai taajuuden jakautumista 1890-luvulla. Hänen ajatuksena oli käyttää hyvänä arviona ihanteelliselle mustalle keholle, jossa on pieni reikä. Mikä tahansa säteily, joka tulee pieneen reikään, hajoaa ja heijastuu uunin sisäseinistä niin usein, että melkein kaikki tuleva säteily absorboituu ja mahdollisuus, että osa siitä löytää uudestaan ​​reiästä, voidaan tehdä erittäin pieneksi. Tästä reiästä tuleva säteily on tällöin hyvin lähellä tasapainoisen mustan kappaleen sähkömagneettista säteilyä, joka vastaa uunin lämpötilaa. Wien havaitsi, että säteilyenergian dW aallonpituusvälillä dλ on maksimimäärä tietyllä aallonpituudella λ m ja että maksimiarvo siirtyy lyhyemmille aallonpituuksille lämpötilan T noustessa. Hän havaitsi, että tuote λm T on ehdoton vakio: λ m T = 0,2898 senttimetriä Kelvin.

Wienin laki säteilytehon maksimaalisen siirtymisen korkeammille taajuuksille lämpötilan noustessa ilmaisee kvantitatiivisessa muodossa yleisiä havaintoja. Lämpimät esineet lähettävät infrapunasäteilyä, jonka iho tuntee; lähellä T = 950 K voidaan havaita tylsää punaista hehkua; ja väri kirkkuu oranssiksi ja keltaiseksi lämpötilan noustessa. Hehkulampun volframfilamentti on T = 2500 K kuuma ja säteilee kirkasta valoa, mutta sen spektrin huippu tässä lämpötilassa on edelleen infrapuna, Wienin lain mukaan. Piikki muuttuu näkyväksi keltaiseksi, kun lämpötila on T = 6 000 K, kuten Auringon pinnan lämpötilassa.