Закон Стефана — Больцмана
интегральный закон излучения абсолютно чёрного тела / Материал из Википедии — свободной encyclopedia
Уважаемый Wikiwand AI, давайте упростим задачу, просто ответив на эти ключевые вопросы:
Перечислите основные факты и статистические данные о Закон Стефана — Больцмана?
Кратко изложите эту статью для 10-летнего ребёнка
Зако́н Сте́фана — Бо́льцмана (закон Стефана, закон излучение Стефана — Больцмана) — интегральный закон излучения абсолютно чёрного тела. Он определяет зависимость плотности мощности излучения абсолютно чёрного тела от его температуры. В словесной форме его можно сформулировать следующим образом[1]:
Полная объёмная плотность равновесного излучения и полная испускательная способность абсолютно чёрного тела пропорциональны четвёртой степени его температуры.
Для полной испускательной способности (энергетической светимости) закон имеет вид:
Закон Стефана — Больцмана
где — температура абсолютно чёрного тела, — постоянная Стефана — Больцмана, которая может быть выражена через фундаментальные константы путём интегрирования по всем частотам формулы Планка[2]:
Постоянная Стефана — Больцмана
где — постоянная Планка, — постоянная Больцмана, — скорость света. Численно постоянная Стефана — Больцмана равна[3]
- Вт / (м2 · К4).
Закон был эмпирически открыт Йозефом Стефаном в 1879 году, а через пять лет — выведен теоретически Людвигом Больцманом в рамках термодинамики[A 1][A 2]. Больцман исходил из кинетической теории газов и цикла идеальной обратимой тепловой машины с излучением в качестве рабочего тела вместо газа. Он предполагал, что это излучение оказывает давление на стенки сосуда[4]. Это единственный важный физический закон, названный в честь словенского физика[5].
Закон говорит только об общей излучаемой энергии. Распределение энергии по спектру излучения описывается формулой Планка, в соответствии с которой в спектре имеется единственный максимум, положение которого определяется законом Вина. Используя современную формулировку, его можно вывести из закона Планка:
Применение закона к расчёту эффективной температуры поверхности Земли даёт оценочное значение в 249 К, или −24 °C.