Закон Стефана – Больцмана описывает тепловое излучение и связывает его с температурой тела. Давайте рассмотрим основные положения этого закона.
- Излучательность абсолютно черного тела: Закон утверждает, что излучательность (или энергетическая светимость) абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры. Это можно записать как:
- где Е — энергетическая светимость, T — абсолютная температура в кельвинах, σ — постоянная Стефана – Больцмана.
- Поглощательная способность: Поглощательная способность абсолютно черного тела равна единице. Это означает, что абсолютно черное тело поглощает все падающее на него излучение.
- Отношение испускательной и поглощательной способности: Закон также гласит, что отношение испускательной способности к поглощательной способности не зависит от природы тел и является универсальной функцией длины волны и температуры. Это означает, что для различных тел, даже если они имеют разные физические свойства, это отношение будет одинаковым при одинаковых условиях.
- Максимальное значение испускательной способности: Максимальное значение испускательной способности (спектральной плотности энергетической светимости) абсолютно черного тела пропорционально пятой степени его абсолютной температуры. Это связано с тем, что при увеличении температуры излучение смещается в область коротких волн.
- Зависимость длины волны: Длина волны, на которую приходится максимальное значение испускательной способности, обратно пропорциональна абсолютной температуре тела. Это означает, что с увеличением температуры максимальная длина волны уменьшается.
Таким образом, закон Стефана – Больцмана является ключевым в термодинамике и квантовой физике, описывая поведение теплового излучения и его зависимость от температуры.