Huvud vetenskap

Wiens lagfysik

Wiens lagfysik
Wiens lagfysik

Video: Strålningslagarna 1 2024, Juni

Video: Strålningslagarna 1 2024, Juni
Anonim

Wiens lag, även kallad Wiens förskjutningslag, förhållandet mellan temperaturen på en svart kropp (ett idealiskt ämne som avger och absorberar alla ljusfrekvenser) och den våglängd vid vilken den avger mest ljus. Det är uppkallad efter den tyska fysikern Wilhelm Wien, som fick Nobelpriset för fysik 1911 för att upptäcka lagen.

Wien studerade våglängden eller frekvensfördelningen för svartkroppsstrålning på 1890-talet. Det var hans idé att använda som en bra tillnärmning för den ideala svarta kroppen en ugn med ett litet hål. All strålning som kommer in i det lilla hålet sprids och reflekteras från ugns innerväggar så ofta att nästan all inkommande strålning absorberas och chansen att någon av den hittar sin väg ut ur hålet igen kan göras extremt liten. Strålningen som kommer ut från detta hål är då mycket nära jämviktens svartkropps elektromagnetiska strålning motsvarande ugntemperaturen. Wien fann att strålningsenergien dW per våglängdsintervall dλ har ett maximum vid en viss våglängd λ m och att det maximala skiftar till kortare våglängder när temperaturen T höjs. Han fann att produkten λm T är en absolut konstant: λ m T = 0,2898 centimeter-grad Kelvin.

Wiens lag om förskjutningen av strålningseffekten maximalt till högre frekvenser när temperaturen höjs uttrycker i en kvantitativ form vanliga observationer. Varma föremål avger infraröd strålning, som känns av huden; nära T = 950 K kan man se en tråkig röd glöd; och färgen lyser till orange och gul när temperaturen höjs. En glödlampans volframtråd är T = 2500 K varm och avger starkt ljus, men ändå är spektrumets topp vid denna temperatur fortfarande i det infraröda, enligt Wiens lag. Toppen förskjuts till synlig gul när temperaturen är T = 6 000 K, som den på solens yta.