Hoved vitenskap

Wiens lovfysikk

Wiens lovfysikk
Wiens lovfysikk

Video: Termofysikkens første lov (Fysikk 1) 2024, Juni

Video: Termofysikkens første lov (Fysikk 1) 2024, Juni
Anonim

Wiens lov, også kalt Wiens forskyvningslov, forholdet mellom temperaturen til en svart kropp (et ideelt stoff som avgir og absorberer alle lysfrekvenser) og bølgelengden som den avgir mest lys. Den er oppkalt etter den tyske fysikeren Wilhelm Wien, som mottok Nobelprisen for fysikk i 1911 for å oppdage loven.

Wien studerte bølgelengden eller frekvensfordelingen for blackbody-stråling på 1890-tallet. Det var ideen hans å bruke som en god tilnærming til den ideelle sortkroppen, en ovn med et lite hull. All stråling som kommer inn i det lille hullet blir spredt og reflektert fra innerveggene i ovnen så ofte at nesten all innkommende stråling blir absorbert og sjansen for at noen av det finner veien ut av hullet igjen kan gjøres svært liten. Strålingen som kommer ut av dette hullet er da veldig nær likevekts-svartkroppens elektromagnetiske stråling tilsvarende ovnstemperaturen. Wien fant ut at strålingsenergien dW per bølgelengdsintervall dλ har et maksimum ved en viss bølgelengde λ m, og at det maksimale skifter til kortere bølgelengder når temperaturen T økes. Han fant ut at produktet λm T er en absolutt konstant: λ m T = 0,2898 centimeter-grad Kelvin.

Wiens lov om forskyvning av strålingseffekten maksimalt til høyere frekvenser når temperaturen heves uttrykker i en kvantitativ form vanlige observasjoner. Varme gjenstander avgir infrarød stråling, som kjennes av huden; nær T = 950 K kan man se en kjedelig rød glød; og fargen lyser til oransje og gul når temperaturen heves. Wolframfilamentet til en lyspære er T = 2500 K varmt og avgir sterkt lys, men likevel er toppen av spekteret ved denne temperaturen fremdeles i det infrarøde, i henhold til Wiens lov. Toppen skifter til synlig gul når temperaturen er T = 6000 K, som den på solens overflate.