قانون اشتفان–بولتسمان

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 درجه 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 $0\leq \epsilon \leq 1$ 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:

$\sigma ={\frac {2\pi ^{5}k^{4}}{15c^{2}h^{3}}}=5.670400\times 10^{-8}{\textrm {J\,s}}^{-1}{\textrm {m}}^{-2}{\textrm {K}}^{-4}.$

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

منبع

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