قانون استفان‐بولتزمن

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

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[ویرایش]

منابع[ویرایش]