Πώς σχετίζεται η συχνότητα της ακτινοβολίας ενέργειας με την απόλυτη πηγή ακτινοβολίας θερμοκρασίας;

Η σχέση μεταξύ της συχνότητας της ακτινοβολίας και της απόλυτης θερμοκρασίας της πηγής ακτινοβολίας περιγράφεται από τον νόμο περί μετατόπισης του Wien .

Εδώ είναι μια κατανομή:

* Νόμος περί μετατόπισης του Wien :Αυτός ο νόμος δηλώνει ότι το μήκος κύματος στο οποίο η φασματική ακτινοβολία ενός μαύρου σώματος βρίσκεται στην κορυφή του (το μέγιστο μήκος κύματος) είναι αντιστρόφως ανάλογη προς την απόλυτη θερμοκρασία του σώματος.

* Συχνότητα και μήκος κύματος :Θυμηθείτε ότι η συχνότητα (ν) και το μήκος κύματος (λ) σχετίζονται με την ταχύτητα του φωτός (c):c =νλ.

* Συνέπειες :

* υψηλότερη θερμοκρασία, υψηλότερη συχνότητα :Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία της πηγής, το μέγιστο μήκος κύματος μετατοπίζεται προς μικρότερα μήκη κύματος, τα οποία αντιστοιχούν σε υψηλότερες συχνότητες.

* Παράδειγμα :Ένα ζεστό σπειροειδές στύλο λάμπει κόκκινο, υποδεικνύοντας ότι ακτινοβολεί περισσότερη ενέργεια στα κόκκινα μήκη κύματος. Ένα πολύ ζεστό αντικείμενο (όπως ο ήλιος) θα εκπέμπει σημαντική ποσότητα ακτινοβολίας στις ορατές και υπεριώδεις σειρές, με υψηλότερες συχνότητες.

Βασικά σημεία :

* Blackbody :Ενώ ο νόμος του Wien ισχύει για ένα θεωρητικό τέλειο μαύρο σώμα, παρέχει μια καλή προσέγγιση για αντικείμενα πραγματικού κόσμου.

* Μείωση κύματος :Ο νόμος του Wien περιγράφει το μέγιστο μήκος κύματος, αλλά το αντικείμενο εξακολουθεί να εκπέμπει ακτινοβολία σε άλλα μήκη κύματος, όχι τόσο έντονα.

* Εφαρμογές :Η κατανόηση αυτής της σχέσης είναι ζωτικής σημασίας σε διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένης της αστροφυσικής, της θερμομετρίας και της τηλεπισκόπησης.

Μαθηματική εκπροσώπηση :

Ο νόμος περί μετατόπισης του Wien εκφράζεται ως:

λ_max =b/t

όπου:

* Λ_max είναι το μέγιστο μήκος κύματος (σε μέτρα)

* Β είναι η σταθερά μετατόπισης του Wien (περίπου 2,898 × ​​10^-3 m · k)

* T είναι η απόλυτη θερμοκρασία (στο Kelvin)

Συμπερασματικά, η συχνότητα της ακτινοβολίας ενέργειας που εκπέμπεται από μια πηγή είναι άμεσα ανάλογη με την απόλυτη θερμοκρασία της. Καθώς η πηγή γίνεται θερμότερη, εκπέμπει ακτινοβολία με υψηλότερες συχνότητες, μετατοπίζοντας προς το μικρότερο άκρο μήκους κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.