Hvordan er temperaturen og bølgelængden af ​​en glødende krop relateret?

Den bølgelængde, hvormed en sortkrop udstråler mest intenst, er omvendt proportional med dens absolutte temperatur.

Her er en sammenbrud:

* blackbody: Et teoretisk objekt, der absorberer al stråling, der falder på det og udsender stråling ved alle bølgelængder. Rigtige genstande stemmer ikke perfekt overens, men mange kan tilnærmes som sortboder.

* bølgelængde: Afstanden mellem successive kamre eller trug af en bølge. Forskellige bølgelængder af lys svarer til forskellige farver.

* Temperatur: Målt i Kelvin (K) afspejler det den indre energi i et krop. Højere temperaturer betyder mere intern energi.

Matematisk udtryk:

Wiens forskydningslov udtrykkes som:

λ _max * T =b

Hvor:

* λ _max er bølgelængden af ​​spidsemission (i meter)

* T er den absolutte temperatur (i Kelvin)

* B er Wiens forskydningskonstant, ca. 2.898 × ​​10 ^-3 m · k

implikationer:

* Højere temperatur, kortere bølgelængde: Når temperaturen på en glødende krop øges, skifter den bølgelængde, hvor den udsender mest intenst mod kortere bølgelængder, og bevæger sig fra rød til orange, gul, hvid og til sidst blå.

* lavere temperatur, længere bølgelængde: Når temperaturen falder, skifter topemissionen mod længere bølgelængder, bevæger sig fra blå til rød og til sidst ind i det infrarøde område, som vi ikke kan se med vores øjne.

Eksempler:

* en varm komfur: Udsender synligt lys, overvejende rødt på grund af dens relativt lave temperatur.

* Solen: Med sin meget høje temperatur udsender lys over hele det synlige spektrum og ser hvidt ud for vores øjne.

* et varmt stykke jern: Lyser rød, når den opvarmes, og når det bliver endnu varmere, skifter farven mod gul og hvid.

Ansøgninger:

* Forståelse af temperaturen på stjerner: Ved at observere den maksimale bølgelængde af deres udsendte lys kan astronomer estimere temperaturen på stjerner.

* Udvikling af termometre: Infrarøde termometre bruger Wiens lov til at måle temperaturen på genstande ved at detektere topbølgelængden for deres udsendte infrarøde stråling.

Sammenfattende giver Wiens forskydningslov en afgørende forbindelse mellem temperaturen på en glødende krop og bølgelængden af ​​dens udsendte stråling. Det er et grundlæggende princip i fysik med applikationer inden for forskellige områder, fra astronomi til teknologi.