Musta keha kiirgus

Musta keha kiirgus on elektromagnetiline kiirgus, mida kiirgab absoluutselt must keha antud temperatuuril, või keha, mis on termilises tasakaalus oma keskkonnaga. Musta keha kiirgusel on iseloomulik spekter ja intensiivsus, mis sõltub vaid keha temperatuurist.^[1][2][3][4]

Absoluutselt musta keha kiirguse spekter (ühikulise pindala kohta). Näidatud on ka nähtava spektraalpiirkonna piirid. Joonisel on kasutatud logaritmilist skaalat

Seotud füüsikaseadused

Plancki kiirgusseadus

Plancki kiirgusseadus ütleb, et^[5]

${\displaystyle I(\nu ,T)={\frac {2h\nu ^{3}}{c^{2}}}{\frac {1}{e^{\frac {h\nu }{kT}}-1}}.}$

kus

I(ν,T) on musta keha ühikuliselt pindalalt normaalsuunas ühikulisse ruuminurka kiiratava kiirguse võimsus etteantud sageduse korral;

h on Plancki konstant;

c on valguse kiirus vaakumis;

k on Boltzmanni konstant;

ν on elektromagnetilise kiirguse sagedus;

T on keha absoluutne temperatuur.

Wieni nihkeseadus

Wieni nihkeseadus ütleb, kuidas musta keha kiirguse spekter etteantud temperatuuril on seotud spektriga suvalisel teisel temperatuuril. Sellest järeldub, et lainepikkus ${\displaystyle \lambda _{\max }}$, kus intensiivsus on maksmimaalne, sõltub vaid temperatuurist

${\displaystyle \lambda _{\max }={\frac {b}{T}}}$

kus b on Wieni nihkekonstant väärtusega 2,8977721(26)×10⁻³ K m.^[6]

Analoogselt saab avaldada sageduse ${\displaystyle \nu _{\max }}$, kus intensiivsus on maksimaalne

${\displaystyle \nu _{\max }=T\times 58,8\ \mathrm {GHz} \ \mathrm {K} ^{-1}}$.^[7]

Stefani-Boltzmanni seadus

Stefani-Boltzmanni seadus ütleb, et

${\displaystyle j^{\star }=\sigma T^{4},}$

kus j* on musta keha ühikuliselt pindalalt emiteeruva kiirguse kogu võimsus, T on absoluutne temperatuur ja σ on 5,67×10⁻⁸ W m⁻² K⁻⁴ on Stefani-Boltzmanni konstant.

Vaata ka

• Soojuskiirgus

Viited

1. Loudon 2000 harvnb viga: sihtkoht puudub: CITEREFLoudon2000 (spikker), Chapter 1.
2. Mandel & Wolf 1995 harvnb viga: sihtkoht puudub: CITEREFMandelWolf1995 (spikker), Chapter 13.
3. Kondepudi & Prigogine 1998 harvnb viga: sihtkoht puudub: CITEREFKondepudiPrigogine1998 (spikker), Chapter 11.
4. Peter Theodore Landsberg (1990). "Chapter 13: Bosons: black-body radiation". Thermodynamics and statistical mechanics (Reprint of Oxford University Press 1978 ed.). Courier Dover Publications. Lk 208 ff. ISBN 0-486-66493-7.
5. Rybicki & Lightman 1979, lk 22 harvnb viga: sihtkoht puudub: CITEREFRybickiLightman1979 (spikker)
6. http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?bwien
7. Nave, Dr. Rod. "Wien's Displacement Law and Other Ways to Characterize the Peak of Blackbody Radiation". HyperPhysics. Provides 5 variations of Wien's Displacement Law