Wienův posunovací zákon

Znázornění vyzařování absolutně černého tělesa jako funkce vlnové délky, při různých absolutních teplotách. Každá křivka má vrchol na jiné vlnové délce, závislost posouvání vrcholků ekvitermních křivek právě Wienův zákon popisuje.

Wienův posunovací zákon je fyzikální zákon, který udává, že maximum spektrální hustoty vyzařování absolutně černého tělesa nastává na vlnové délce, která se s rostoucí teplotou zmenšuje:

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

kde $\lambda _{max}$ je vlnová délka maxima, $T$ je termodynamická teplota a $b$ je Wienova konstanta:

$b=2{,}898\cdot 10^{-3}\,\mathrm {m\,K}$.

Spektrální hustota vyzařování je funkcí vlnové délky a teploty podle Planckova vyzařovacího zákona. Wienův zákon určuje pouze polohu jejího maxima.

Pro spektrální hustotu vyjádřenou jako funkci frekvence platí, že maximum nastává při frekvenci

$\nu _{max}\approx 2{,}821439{\frac {kT}{h}}$,

kde $k$ je Boltzmannova konstanta a $h$ je Planckova konstanta. Tomuto maximu odpovídá jiná vlnová délka než $\lambda _{max}$.

Historie

Zákon formuloval v roce 1893 Wilhelm Wien na základě studia záření absolutně černého tělesa. V roce 1911 za své práce v oblasti tepelného záření získal Nobelovu cenu za fyziku.

Dnes lze Wienův posunovací zákon odvodit z obecnějšího Planckova vyzařovacího zákona.

Příklad

Povrchová teplota Slunce je asi 5780 K, z Wienova posunovacího zákona pak vyplývá, že této teplotě odpovídá maximum vyzařování v oblasti kolem 500 nm (spektra ve vlnových délkách, tj. pro spektrální hustotu vztaženou např. na nanometr), což je zhruba uprostřed oblasti viditelného světla, čemuž odpovídá žlutozelená barva. Žárovka (resp. její zářící vlákno) má o něco nižší teplotu, proto má její světlo větší vlnovou délku a je o něco žlutější. „Doruda“ rozžhavený kov má ještě o něco nižší teplotu a září proto červeně, která je již na okraji viditelného spektra. Ještě chladnější objekty pak ve viditelné oblasti září jen minimálně a vyzařují jen infračervené záření.

Související články

• Absolutně černé těleso
• Inkandescence
• Planckův vyzařovací zákon

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Wienův posunovací zákon na Wikimedia Commons

Autoritní data	PSH: 3505