Абсолютно черного тела

В 1979 году Стефан экспериментально установил, что суммарная энергия испускаемая телом по всем частотам в единицу времени с поверхности – есть энергетическая светимость.

А в 1884 году Больцман теоретически подтвердил, что это справедливо только для абсолютно черного тела.

Закон Стефана – Больцмана. Энергетическая светимость абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры

(6)

где s – постоянная Стефана – Больцмана, определяемая в данной работе.

Закон смещения Вина. Длина волны λ_max в спектре излучения абсолютно черного тела, соответствующая максимальному значению спектральной плотности энергетической светимости r_λ обратно пропорциональна абсолютной температуре тела и формула

(7)

где b = 2,88·10^-3 м·К (метр-Кельвин) – постоянная Вина.

На рис.1 изображены графики зависимости r_l от длины волны при различных температурах абсолютно черного тела. Из графиков видно, что с повышением температуры максимум r_l смещается в область коротких длин волн. При этом будет меняться цвет свечения. Площадь, охватываемая кривой, в соответствии с уравнением (3), дает энергетическую светимость абсолютного черного тела при соответствующей температуре.

Второй закон Вина: максимальное значение спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела прямо пропорционально пятой степени его абсолютной температуры

(8)

где постоянная = 1,3×10^-17 Вт×м^-3×К^-5.