Закон Стефана — Больцмана

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Закон Стефана — Больцмана — закон излучения абсолютно чёрного тела. Определяет зависимость мощности излучения абсолютно чёрного тела от его температуры. Формулировка закона:

Мощность излучения абсолютно чёрного тела прямо пропорциональна площади поверхности и четвёртой степени температуры тела:

P=S\epsilon\sigma T^4,

где \epsilon - степень черноты (для всех веществ \epsilon<1, для абсолютно черного тела \epsilon=1). При помощи закона Планка для излучения, постоянную \sigma можно определить как

\sigma=\frac{\pi^2k^4}{60c^2\hbar^3},

где \hbar — постоянная Планка, k — постоянная Больцмана, c — скорость света.

Численное значение \sigma=5{,}670400\cdot 10^{-8} Дж·с−1·м−2 · К−4.

Закон открыт независимо Й. Стефаном и Л. Больцманом в предположении пропорциональности плотности энергии излучения его давлению p=\rho/3. В 1880 г. подтверждён Лео Гретцем.

Важно отметить, что закон говорит только об общей излучаемой энергии. Распределение энергии по спектру излучения описывается формулой Планка, в соответствии с которой в спектре имеется единственный максимум, положение которого определяется законом Вина.

Применение закона к расчёту эффективной температуры поверхности Земли даёт оценочное значение, равное 249 К или −24 °C.


См. также[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  • Курс общей физики, книга 5, И. В. Савельев: Астрель, 2001, ISBN 5-17-004587-5