Vật lý định luật của Vienna

Định luật của Vienna, còn được gọi là định luật dịch chuyển của Wien, mối quan hệ giữa nhiệt độ của vật đen (một chất lý tưởng phát ra và hấp thụ mọi tần số ánh sáng) và bước sóng mà nó phát ra nhiều ánh sáng nhất. Nó được đặt theo tên của nhà vật lý người Đức, ông Wilhelm Wien, người đã nhận giải thưởng Nobel về vật lý năm 1911 vì đã khám phá ra luật.

Wien đã nghiên cứu bước sóng hoặc phân bố tần số của bức xạ vật đen vào những năm 1890. Đó là ý tưởng của anh ta để sử dụng như một xấp xỉ tốt cho người da đen lý tưởng một lò nướng có một lỗ nhỏ. Bất kỳ bức xạ nào lọt vào lỗ nhỏ đều bị phân tán và phản xạ từ các bức tường bên trong lò thường xuyên đến mức gần như tất cả các bức xạ tới được hấp thụ và khả năng một số trong số đó tìm được đường ra khỏi lỗ một lần nữa có thể được tạo ra cực kỳ nhỏ. Bức xạ phát ra từ lỗ này sau đó rất gần với bức xạ điện từ của vật đen cân bằng tương ứng với nhiệt độ lò. Wien nhận thấy rằng năng lượng bức xạ dW trên mỗi khoảng bước sóng dλ có ​​cực đại tại một bước sóng nhất định λ _m và mức tối đa đó chuyển sang bước sóng ngắn hơn khi nhiệt độ T tăng lên. Ông thấy rằng sản phẩm_m T là hằng số tuyệt đối: λ _m T = 0.2898 centimet Kelvin.

Định luật của Vienna về sự dịch chuyển công suất bức xạ cực đại lên tần số cao hơn khi nhiệt độ tăng lên biểu hiện dưới dạng quan sát phổ biến ở dạng định lượng. Các vật ấm phát ra bức xạ hồng ngoại, được cảm nhận bởi da; gần T = 950 K có thể quan sát thấy ánh sáng đỏ mờ; và màu sắc sáng lên màu cam và vàng khi nhiệt độ được tăng lên. Dây tóc vonfram của bóng đèn nóng T = 2.500 K và phát ra ánh sáng rực rỡ, tuy nhiên đỉnh phổ của nó ở nhiệt độ này vẫn nằm trong vùng hồng ngoại, theo định luật của Vienna. Đỉnh chuyển sang màu vàng có thể nhìn thấy khi nhiệt độ là T = 6.000 K, giống như bề mặt của Mặt trời.