پرش به محتوا

قانون جابجایی وین

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
تابش جسم سیاه به عنوان تابعی از طول موج برای دماهای مختلف. هر منحنی دما در طول موج متفاوتی به اوج می‌رسد و قانون وین تغییر آن قله را توصیف می‌کند.

قانون جابجایی وین (به انگلیسی: Wien's displacement law) رابطهٔ بین طول‌موج بیشینه (λpeak) با دمای جسم (T) در تابش جسم سیاه را با دمای جسم (T) را نشان می‌دهد. آزمایش‌ها نشان می‌دهد که میان طول‌موج λpeak (برحسب متر) و دمای جسم (T برحسب کلوین) رابطهٔ زیر برقرار است.

که در آن T دمای مطلق و b یک ثابت تناسب به نام ثابت جابجایی وین، برابر با ۲٫۸۹۷۷۷۲۱(۲۶)×۱۰−۳ m K,[۱]،[۲] یا است.

واژهٔ جابجایی در این قانون بیانگر جابه‌جا شدن بیشینهٔ تابش با تغییر دمای جسم سیاه است که با افزایش دما، این بیشینه به سمت طول موج‌های کوچکتر جابه‌جا می‌شود. این قانون توسط ویلهلم وین کشف شد.

مثال‌ها

[ویرایش]
  • با استفاده از قانون جابجایی وین می‌توان دمای سطح ستاره‌ها را تخمین زد. با برجسته بودن دو ستاره در صورت فلکی شکارچی، می‌توان به راحتی تفاوت رنگ بین پای‌شکارچی آبی-سفید (T = ۱۲۱۰۰ K) و بشَن قرمز (T ≈ ۳۳۰۰ K) را درک کرد.
  • برای مثال دمای بدن انسان ۳۷ درجه است. بیشینهٔ تابش بدن انسان با قراردادن دمای بدن به کلوین در رابطه بالا بنابراین طول‌موج بیشینه می‌شود:

یعنی حدود ۱۰ میکرومتر (میکرون). این طول موج در محدودهٔ فروسرخ قرار دارد که با دوربین فروسرخ و حسگرهای انواعی از مارها قابل آشکارسازی است.

  • در مورد خورشید (دمای ۵۷۷۸ کلوین) این بیشینه در ناحیه سبز بینایی (۵۰۰ نانومتر) قرار دارد.[۳][۴] که با جایگذاری دما خواهد شد:

منابع

[ویرایش]
  1. "CODATA Value: Wien wavelength displacement law constant". The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. US مؤسسه ملی فناوری و استانداردها. June 2011. Retrieved 2013-11-03. {{cite web}}: External link in |work= (help)
  2. Sloane, N. J. A. (ed.). "Sequence A081819 (Decimal expansion of Wien wavelength displacement law constant)". دانشنامه برخط دنباله‌های صحیح. OEIS Foundation.
  3. Walker, J. Fundamentals of Physics, 8th ed. , John Wiley and Sons, 2008, p. 891. شابک ‎۹۷۸۰۴۷۱۷۵۸۰۱۳.
  4. Feynman, R; Leighton, R; Sands, M. The Feynman Lectures on Physics, vol. 1, pp. 35-2 – 35-3. شابک ‎۰۲۰۱۵۱۰۰۳۰.
  • «کتاب درسی فیزیک پیش‌دانشگاهی» (PDF). ص. ۱۵۷.
  • مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «Wien's displacement law». در دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی، بازبینی‌شده در ۲۵ ژوئن ۲۰۱۵.