قانون استفان‐بولتزمن

قانون استفان-بولتزمن (به انگلیسی: Stefan–Boltzmann law)‏ رابطهٔ بین مقدار کل انرژی ای را که یک جسم از خود تابش می‌کند و دما بیان می‌کند. طبق این قانون کل انرژی تابیده شده از واحد سطح جسم سیاه در واحد زمان با توان چهارم دمای آن جسم بر حسب کلوین متناسب است و با معادله زیر بیان می‌شود:

$j^{\star} = \epsilon\sigma T^{4}$

که در آن:

$j^{\star}$: آهنگ تابش گرما

$T\;$: دمای ترمودینامیکی (بر حسب کلوین)

$\epsilon\;$: ثابت گسیلندگی جسم

$\sigma\;$: ثابت استفان-بولتزمن است.

ثابت گسیلندگی جسم $\epsilon$ همواره $0 \le \epsilon \le 1$ و به صافی و ناصافی سطح جسم و رنگ آن بستگی دارد. جسمی که گسیلندگی آن برابر ۱ باشد، جذب کننده و گسیلندهٔ کامل تابش است. چنین جسمی را جسم سیاه می‌نامند.

ثابت استفان-بولتزمن مقداری ثابت است و برابر است با:

$\sigma=\frac{2\pi^5 k^4}{15c^2h^3}= 5.670 400 \times 10^{-8} \textrm{J\,s}^{-1}\textrm{m}^{-2}\textrm{K}^{-4}.$

این قانون ابتدا توسط ژوزف استفان در ۱۸۷۹ به صورت تجربی و در ۱۸۸۴ توسط لودیک بولتزمن با استفاده از قوانین ترمودینامیک بدست آمد.

جستارهای وابسته

• ترمودینامیک
• تابش الکترومغناطیسی
• تابش هاوکینگ
• جسم سیاه

منابع

• Wikipedia contributors, "Stefan–Boltzmann law," Wikipedia, The Free Encyclopedia, http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Stefan%E2%80%93Boltzmann_law&oldid=210484338