Wejście
Plan
Słownik
Kontakt
Linki
Obserwatorium Paryskie
EgzoplanetyCoRoTWykładyNarzędziaBaza danych
<-   Ciało czarne   ->
Prawo Wiena
images/wien.png
Podziękowania : Obserwatorium Paryskie / ASM

Gwiazda czy planeta wysyłają promieniowanie elektromagnetyczne o znanym nam widmie (ciała czarnego), które zależy od temperatury ciała. Prążki emisyjne i absorpcyjne zależą od materii, która znajduje się między ciałem świecącym a teleskopem.

Ciało czarne jest silnie związane z promieniowaniem, które wysyła. Jest "nieprzezroczyste". Pochłania całą energię, jaką otrzymuje i wysyła, we wszystkich długościach fal, promieniowanie, które zależy od jegotemperatury. Czym temperatura ciała czarnego jest wyższa tym bardziej światło jest przesunięte ku falom krótszym.

Prawo Wiena określa długość fali maksimum emisji: lambda_max(w metrach)=0.003/T(w Kelwinach)  . Pozwala ono wyznaczyć związek między temperaturą a kolorem, poprzez odpowiedniość długości fali i koloru.
Dysponujemy więc rodzajem termometru: gwiazda niebieskawa jest gorętsza niż czerwonawa.

Na przykład ludzkie ciało ma około 37° Celsjusza, czyli 37 + 273 = 310 Kelwinów. lambda max = 9.7*10^(-6)metrów. Ludzkie ciało wysyła promieniowanie w podczerwieni.

Słońce ma temperaturę 5780 K. Silnie świeci na falach widzialnych. Wydaje się prawdopodobne, że ludzkie oko przystosowało się do "widzenia" właśnie w tym rejonie widma, gdzie promieniowanie wysyłane przez Słońce jest najsilniejsze.

Temperatura ciała, T, odpowiada prędkości ruchów termicznych wyznaczonej z wzoru: (1/2)*m*V^2=(3/2)*k*T gdzie m jest masą, a k stałą Boltzmanna.
k=1.38*10^(-23) dżul/Kelwin

To tłumaczy dlaczego, kiedy planeta jest za gorąca, cząsteczki jej atmosfery będą miały prędkości wystarczająco duże by ją opuścić i dlaczego w atmosferze Ziemi mamy tlen, a nie mamy helu.

Prawo promieniowania Stefana-Boltzmanna daje całkowity strumień (zdolność emisyjną ciała czarnego): F=sigma*T^4
stała Stefana : sigma=5.67*10^(-8) watów/metr^2*Kelwin^4


applet