thumb|231x231px|Rozkład Plancka dla różnych temperatur. Moc [kJ/s] promieniowania przez ciało o powierzchni 1 m² do pełnego kąta bryłowego w zakresie długości fal od 0 do 2 μm. Prawo przesunięć Wiena – moc promieniowania elektromagnetycznego emitowanego przez ciało doskonale czarne przyjmuje najwyższą wartość dla długości fali odwrotnie proporcjonalnej do temperatury ciała, zgodnie ze wzorem:
thumb|344x344px|Kolor gwiazdy zależy od jej temperatury, zgodnie z prawem Wiena. W konstelacji Oriona można porównać Betelgeuse (T ≈ 3300 K, górny lewy), Rigel (T = 12100 K, dolny prawy), Bellatrix (T = 22000 K, górny prawy) i Mintaka (T = 31800 K, najbardziej na prawo od 3 „gwiazd pasa” w środku). gdzie: – długość fali promieniowania o maksymalnej mocy w metrach, – temperatura ciała doskonale czarnego w kelwinach, – stała przesunięć Wiena.
Prawo to sformułował Wilhelm Wien na podstawie danych doświadczalnych w 1893 roku. Teoretycznie można je wyprowadzić z rozkładu Plancka promieniowania ciała doskonale czarnego, które Max Planck sformułował w 1900 roku.
Prawo Wiena znajduje liczne zastosowania, np. pozwala określić temperatury gwiazd na podstawie pomiaru ich światła, przy założeniu, że promieniują one jak ciało doskonale czarne.
Rozkład Wiena thumb|228x228px|Porównanie widm promieniowania dla ciała o temperaturze 8 mK według:a) prawa Rayleigha-Jeansa (widmo wyprowadzone z klasycznej termodynamiki; niedokładne dla dużych częstotliwości),b) prawa Wiena (oparte na eksperymentach, ale niedokładne),c) prawa Plancka (oparte na eksperymentach, dokładne, następnie wyprowadzone teoretycznie; dało początek fizyce kwantowej).
Na podstawie danych doświadczalnych Wien sformułował także wzór określający rozkład radiancji promieniowania ciała doskonale czarnego:
gdzie: – stałe wyznaczane doświadczalnie.
Wzór ten ma obecnie jedynie znaczenie historyczne, nie opisuje bowiem promieniowania ciała doskonale czarnego dokładnie. Max Planck zauważył niepoprawność wzoru i poprawił go (uzupełniając mianownik o -1), a następnie uzasadnił teoretycznie; wzór poprawny ma postać (por. prawo Plancka):
Stąd Planck teoretycznie wyprowadził stałe doświadczalne:
Zobacz też ciało doskonale czarne prawo Rayleigha-Jeansa rozkład Plancka widmo promieniowania
Przypisy
Bibliografia
Kategoria:Teoria koloru Kategoria:Prawa i równania termodynamiki Kategoria:Promieniowanie