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Stefan-Boltzmann放射法とは何ですか?

Stefan-Boltzmann放射則は、特定の温度でブラックボディによって放出される電磁放射の総量を説明しています。それは次のように述べています:

単位時間あたりのすべての波長(ブラックボディ放射電力とも呼ばれる)にわたるブラックボディの単位表面積あたりの総エネルギーは、ブラックボディの絶対温度の4番目の出力に直接比例します。

数学的には、これは次のように表されます。

e =σt⁴

どこ:

* e 1平方メートルあたりワット(w/m²)のブラックボディ放射電力(単位時間あたりの単位表面積あたりのエネルギー放射エネルギー)

* σ 5.670374×10⁻⁸Wm⁻²k⁻⁴の値を持つステファンボルツマン定数です

* t ケルビン(k)のブラックボディの絶対温度です

覚えておくべきキーポイント:

* ブラックボディ: すべての放射入射を吸収し、すべての波長で放射を放出する理想的なオブジェクト。実際のオブジェクトは完璧なブラックボディではありませんが、多くのオブジェクトをそのように近似できます。

* 総エネルギー: 法律は、すべての波長にわたって放射される総エネルギーを説明しています。

* 4番目のパワー: 放射電力は温度の4番目の電力に直接比例します。つまり、温度の小さな変化は、放出される放射の量に大幅な変化につながる可能性があります。

* アプリケーション: Stefan-Boltzmannの法律は、星、惑星、その他の天体によって放出されるエネルギーを理解して計算するために、天体物理学、熱伝達、気候科学など、さまざまな分野で広く使用されています。

例:

*太陽はほぼ黒bodyであり、高温(約5778 k)のために大量の放射線を放出します。

*熱い鉄は目に見える赤い輝きを放ちます。これは、温度上昇するにつれて放射が増加した結果です。

Stefan-Boltzmannの法律は、物理学の基本原則であり、放射線によるエネルギーの移動を理解する上で重要な役割を果たしています。

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