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放射エネルギーの波長は、温度放射源によってどのように異なりますか?

放射エネルギーの波長と放射源の温度との関係は、 wienの変位法によって説明されています。 。この法律は次のように述べています。

黒体からの放射の強度が最大である波長は、体の絶対温度に反比例します。

数学的には、これは次のように表されます。

λ_max * t =b

どこ:

* λ_max 放射の強度が最大(メートル)である波長は

* t ブラックボディの絶対温度です(ケルビンで)

* b Wienの変位定数で、ほぼ2.898×10 -3 に等しい M・k

意味:

* 高温、短い波長: 放射源の温度が上昇すると、放出された放射線のピーク波長は、より短い波長に向かって(すなわち、赤外線から紫外線に見えます)。

* 温度が低く、波長が長く: 逆に、温度が低下すると、ピーク波長はより長い波長(つまり、可視から赤外線に)にシフトします。

例:

*表面温度が約5,500 Kの太陽は、目に見える範囲(約500 nm)のピーク放射を放出します。

*温度が約310 kの人体は、赤外線範囲(約9.4μm)のピーク放射を放出します。

注:

* Wienの変位法は、すべての波長ですべての放射を吸収および放出する理想的なオブジェクトであるブラックボディに適用されます。実際のオブジェクトはブラックボディとまったく同じように動作しませんが、法律は適切な近似を提供します。

* Stefan-Boltzmann Lawで説明されているように、身体によって放射されるエネルギーの総量も温度とともに増加します。

要約すると、放射源の温度が上昇すると、放射放射線のピーク波長はより短い波長に向かってシフトします。この関係は、光、熱伝達、および熱放射を含む他の現象の挙動を理解するために不可欠です。

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