Каким образом излучение зависит от температуры излучающего тела?
Излучение зависит от температуры излучающего тела в соответствии с законом Стефана-Больцмана и законом смещения Вина.
1. Закон Стефана-Больцмана:
Закон Стефана-Больцмана устанавливает, что количество энергии, излучаемой черным телом, пропорционально четвёртой степени его абсолютной температуры (в Кельвинах, К). Формула выглядит следующим образом:
P = σ * A * T^4
Где:
— P — мощность излучения (в ваттах, Вт)
— σ — постоянная Стефана-Больцмана (σ ≈ 5.67 × 10^−8 Вт / (м²·К^4))
— A — площадь поверхности излучающего тела (в квадратных метрах, м²)
— T — абсолютная температура излучающего тела (в Кельвинах, К)
Таким образом, с увеличением температуры излучающего тела, количество излучаемой энергии (мощность излучения) возрастает, и это изменение пропорционально четвёртой степени температуры.
2. Закон смещения Вина:
Закон смещения Вина устанавливает, что пиковая длина волны излучения, на которой интенсивность излучения максимальна (λmax), обратно пропорциональна абсолютной температуре излучающего тела. Формула для закона смещения Вина выглядит следующим образом:
λmax = b / T
Где:
— λmax — пиковая длина волны излучения (в метрах, м)
— b — постоянная смещения Вина (b ≈ 2.898 × 10^−3 м·К)
— T — абсолютная температура излучающего тела (в Кельвинах, К)
Из формулы видно, что при увеличении температуры излучающего тела, пиковая длина волны излучения смещается в сторону более коротких волн (более высоких энергий), что соответствует более горячим телам.
Таким образом, температура излучающего тела оказывает влияние на количество и энергию излучения, а также на спектральный состав излучения. Чем выше температура, тем больше энергии излучается и короче пиковая длина волны.