Wieni seaduse tippulaine pikkuse tööriist
Sisesta temperatuur kelvinites, et leida maksimaalse kiirguse lainepikkus Wieni nihkeseaduse abil.
Musta keha soojuskiirgus ja spektraalsed tipud 🖖
Wieni nihkeseadus väidab, et musta keha kiiratava kiirguse spektraalne tipptugevus (lainepikkus) on pöördvõrdeline selle absoluutse temperatuuriga: λ_max = b/T. Konstant b on umbes 2,8978 × 10⁻³ m·K. Kui täht või objekt kuumeneb, nihkub selle spektraalse kiirguse tipp lühemate, suurema energiaga lainepikkuste poole (infrapunasest nähtava valguse ja ultravioletini).
Miks tähe värv reedab tema kuumuse 🖖
See tööriist muudab igapäevase seose värvi ja temperatuuri vahel arvuks. Argiloogika käib vastupidi: kraanil tähendab punane kuuma ja sinine külma, kuid hõõguvate kehade puhul on see ümberpöördud. Jahe keha hõõgub tuhmpunaselt; kuumutamisel liigub maksimum läbi oranži ja kollase kuni sinakasvalgeni. Just seepärast on punane täht Betelgeuse (~3500 K) palju jahedam kui sinakasvalge Rigel (~12000 K).
Maksimum sõltub esitusviisist 🖖
Wieni seadusel on peidetud lõks: lainepikkus, kus musta keha kiirgus on maksimaalne, ja sagedus, kus see on maksimaalne, ei kirjelda sama footonit. Päikese spektri maksimum on lainepikkuses ligi 500 nm (roheline), kuid sageduse spektris umbes 880 nm (infrapuna). Erinevus tuleneb sellest, et lainepikkuse teisendamine sageduseks venitab telge ebaühtlaselt. Nii pole selle tööriista näidatud 'tippsagedus' ν = c/λ_max koht, kus sageduskõver tegelikult maksimumi saavutab.
Näiteülesanded
- Toatemperatuur - Toatemperatuuril objektide kiirgusmaksimum jääb sügavale infrapunasesse, mitte nähtavasse valgusesse.
- Päikesesarnane - Päikese kiirgusmaksimum jääb nähtavate lainepikkuste lähedale, rohekaskollase piirkonda.
- Kuum sinine täht - Kuumade tähtede kiirgusmaksimum jääb UV-piirkonda, mistõttu need paistavad nähtavas valguses sinakasvalged.
- Röntgenplasma - Äärmiselt kuumade plasmade kiirgusmaksimum võib jääda röntgenlainepikkuste piirkonda.