Wien의 법칙은 흑체의 온도 (모든 빛의 모든 주파수를 방출하고 흡수하는 이상적인 물질)와 가장 빛을 방출하는 파장 사이의 관계입니다. 그것은 독일 과학자 Wilhelm Wien의 이름을 따서 명명되었습니다.
1890 년대에 Wien은 흑체 방사선의 파장 또는 주파수 분포를 다루었습니다. 작은 구멍이있는 오븐을 완벽한 흑체에 적합한 근사치로 사용하는 것이 그의 생각이었습니다. 작은 구멍에 들어가는 방사선은 오븐의 내부 벽에서 자주 분산되어 반사되어 실제로 모든 들어오는 방사선이 흡수되고 일부가 구멍에서 나올 가능성은 매우 최소입니다.
Wien의 변위법
정의
Wien의 변위 법칙에 따르면 다양한 온도의 경우 검은 색 방사선 곡선이 온도에 반비례하는 별개의 파장에서 최고가 될 것이라고 제안합니다.
Max Planck는 양자 역학을 사용하여 흑체 방사선을 설명하는 반면 Rayleigh-Jeans와 Wein은 Planck의 법칙에 대한 구체적인 예를 제공합니다. Wein의 법칙은 짧은 파장을 위해 만들어졌으며 Rayleigh-Jeans의 법칙은 더 긴 파장에 대해 설명되었습니다. 그러나 Wein의 법칙은 Max Planck의 설명 이전에 존재했습니다.
Wein은 짧은 파장에 대한 에너지와 관련하여 흑체 파장의 분포를 설명했지만 더 긴 파장에 대한 적절한 추정치를 제공하지 않았습니다. 나중에 Planck의 법칙은 이것을 교정하여 더 긴 파장에서도 허용되는 보편적 인 것을 초래했습니다. 결과적으로 Wein의 변위 법칙은 Planck의 법률의 하위 집합으로 간주됩니다.
흑체 란 무엇입니까?
흑체는 절대 온도의 최대 열을 방출하는 신체입니다. 흑체는 이상화되어 특정 특성을 가진 육체입니다. 열 평형의 흑체는 정의에 따라 =1.0의 방사율이 있습니다. 실제 물체는 완전히 흑체만큼 열을 방출하지 않습니다.
회색 몸체는 흑체보다 열이 적으며 그렇게 언급됩니다. 실온에서 흑체의 표면은 제곱 미터의 열 방사선 당 약 448 와트를 방출합니다. 1.0 미만 (구리선과 같은)이있는 실제 사물은 느린 속도로 방사선을 방출합니다. 흑체는 주파수 또는 발병 각에 관계없이 모든 사고 전자기 방사선을 흡수합니다. 결과적으로, 그 흡수성은 달성 가능한 가장 높은 값인 통일성과 같습니다. 다시 말해, 흑체는 훌륭한 흡수기입니다.
Wien의 변위 법률 공식
λmax =b/t
여기서,
λmax-최대 파장, t-절대 온도, B-Wein의 상수 및 값 =2.88 x 10-3 m-k 또는 0.288 cm-k
위의 방정식은 Wien의 법률 공식 또는 Wien의 변위 법률 공식이라고합니다. 절대 온도가 증가하면 최대 방출에 해당하는 최대 파장이 감소합니다. Wien의 상수 (B)는 흑체의 열역학적 절대 온도와 최대 파장 사이의 관계를 결정하는 물리적 상수입니다. 기호 b로 표시됩니다. 흑체의 온도와 파장의 결과로, 온도에 따라 파장이 증가함에 따라 더 짧아집니다.
Wien의 변위 상수 (b)
Wien 's Constant는 열역학적 온도와 검은 물질의 파장 사이의 관계를 확립하는 물리적 상수입니다. 그것은 온도와 흑체의 파장의 조합으로 온도가 상승하고 파장이 최대 값에 가까워지면서 짧아집니다.
Wien의 변위법 적용
- 1500k 핫 숲 화재는 2000 nm에서 피크 방사선을 생성하며, 이는 쉽게 계산됩니다. 결과적으로, 목재 화재에 의해 방출 된 방사선의 대다수는 육안으로 보이지 않습니다. 결과적으로, 모닥불은 훌륭한 따뜻함의 원천이지만 가난한 빛의 원천입니다.
- 태양 표면의 온도는 5700 K입니다. 우리는 500 nm의 파장에서 피크 방사선 출력을 계산할 수 있습니다. Wien 변위 법을 사용하여. 이 색상은 가시 광선 스펙트럼의 녹색 부분을 나타냅니다. 우리의 눈은이 파장에서 눈에 보이는 빛에 매우 취약합니다. 우리는 태양 에너지의 불균형 적으로 많은 부분이 비교적 제한된 가시 스펙트럼에 속한다는 것을 기쁘게 생각합니다.
- 금속 조각이 가열되면 처음에는 붉은 색으로 변합니다. 이것은 가장 긴 가시 파장입니다. 추가 가열 후 색상은 빨간색에서 주황색으로 이동 한 다음 노란색으로 이동합니다. 금속이 가장 뜨거워지면 하얀 빛이 방출됩니다. 방사선은 짧은 파장에 의해 지배됩니다.
결론
Wien의 법칙은 흑체의 온도 (모든 빛의 모든 주파수를 방출하고 흡수하는 이상적인 물질)와 가장 빛을 방출하는 파장 사이의 관계입니다. 작은 구멍에 들어가는 방사선은 오븐의 내부 벽에서 자주 분산되어 반사되어 실제로 모든 들어오는 방사선이 흡수되고 일부가 구멍에서 나올 가능성은 매우 최소입니다. 흑체는 절대 온도의 최대 열을 방출하는 신체입니다. 결과적으로, 목재 화재에 의해 방출 된 방사선의 대다수는 육안으로 보이지 않습니다. 그리고 우리는 500 nm의 파장에서 피크 방사선 출력을 계산할 수 있습니다. Wien 변위 법칙을 사용하여.
