A hőmérsékleti
sugárzás spektruma 
The original
applet (© W. Bauer, 1999) can be
found among the pages of LON-CAPA.
Used by permission, courtesy of Wolfgang Bauer.
Ez az applet az abszolút fekete test elektromágneses sugárzásának jellemzőit
szemlélteti interaktív módon. (Lásd a PhET 
Flash szimulációját is.) A sugárzási törvény fő fizikai paramétere a test T (abszolút/termodinamikai) hőmérséklete. Ezt a jobb oldali hőmérővel
állítgathatjuk: csak rákattintunk a piros
“higanyszálra” és máris fel-le huzigálhatjuk az egérrel. Az abszolút
fekete test (melyről definíciószerűen egyáltalán nem verődik vissza sugárzás)
idealizáció, melyet egy állítható hőmérsékletű üreges testen lévő parányi lyuk
testesít meg. A lyukra irányított “fény” elnyelődik az üreg belsejében.
Ugyanakkor elég magas hőmérsékleten minden test izzásba jön, s a lyuk maga is
világítani kezd. “Látványos” hatás nélkül ugyan, de egészen alacsony
hőmérsékleten is lejátszódik mindez. A kijövő fény, ill. elektromágneses sugárzás
hullámhosszeloszlása csak a hőmérséklettől függ, a test anyagától nem, joggal
nevezhető tehát hőmérsékleti sugárzásnak.
- A fő grafikon a feketetest-sugárzás I intenzitását mutatja a
λ hullámhossz függvényében. [Az I intenzitás
alatt itt (sugárzási) teljesítmény per terület per hossz dimenziójú
fizikai mennyiséget kell érteni. A per terület a “világító”
felülettel való osztás miatt jön be, a per hossz pedig azért, mert
a mennyiséget egy kis dλ hullámhossz-intervallumra vonatkoztatva
kell érteni.] A sugárzási spektrumot, vagyis a különböző hullámhosszak
intenzitás által kifejezett “súlyát”, a fekete test hőmérséklete
határozza meg. A grafikonon látható piros görbe
a Planck-féle sugárzási törvény segítségével írható le.
A szivárványszínű függőleges hasáb a látható fényhez tartozó hullámhossztartományt
jelöli ki.
- Figyeljük meg, hogy a piros görbe csúcshelye jobbra-balra mozog, miközben
a hőmérsékletet csökkentjük, ill. növeljük. A legnagyobb intenzitáshoz
tartozó λmax ugyanis fordítva arányos a T
abszolút hőmérséklettel. Ezt a megfigyelést nevezik Wien-féle eltolódási
törvénynek.
- A kisebb grafikon a teljes kibocsátott sugárzási teljesítményt mutatja
(P), melynek egy-egy pontja szemléletesen egy-egy piros görbe alatti
területnek felel meg az adott hőmérsékleten. A szürke
görbe negyedfokú parabola. Ez a Stefan–Boltzmann-törvényt
tükrözi, mely szerint a feketetest-sugárzás esetében a P sugárzási
teljesítmény a hőmérséklet negyedik hatványával (T4)
arányos. A piros pötty az éppen beállított
hőmérsékletnek megfelelő sugárzási teljesítményt jelzi.
Vissza Nagy Sándor honlapjára. Releváns |tIt| kínálat:
Asimov Téka
