Wiens forskyvningslov

Wiens forskyvningslov - Angir ved hvilken bølgelengde man får den største energiutstrålingen eller største fotonfluksen ut fra temperaturen til et svart legeme objekt. Ved relativt lav temperatur vil et objekt bare sende ut langbølget varmestråling. Etterhvert som temperaturen stiger på objektet blir det kortere bølgelengde på den utsendte elektromagnetiske strålingen. Navn etter den tyske fysikeren Wilhelm Wien (1864-1928), som i 1911 fikk nobelprisen i fysikk "for hans oppdagelser av lovene om varmestråling". 

Wiens lov på energibasis, Bølgelengden (λ, lambda) hvor vi får den største energiutstrålingen (λmax) er gitt ved

\(\displaystyle \lambda_{max}= \frac{2.898 \cdot 10^6\;\;\; (nm\;K)}{T\;\;(K)}\)

Den tilsvarende konstanten i teller i måleneht meter Kelvin: 2.898·10-5 m K.

Wiens lov for maksimal fotonfluks: 

\(\displaystyle \lambda_{max}= \frac{3.6 \cdot 10^6\;\;\; (nm\;K)}{T\;\;(K)}\)

hvor T er absolutt temperatur i Kelvin 

Overflatetemperaturen på Sola er ca. 5800 K. Ifølge Wiens forskyvningslov vil solstråling ha maksimal fotonfluks ved bølgelengde 621 nanometer (nm).

\(\displaystyle \lambda_{max}= \frac{3.6 \cdot 10^6\;nm\;K}{5800 \;K}= 620 \; nm\)

En glødelampe med en glødende wolframtråd, ca. 2900 K vil ha maksimal fotonfluks ved bølgelengde 1286 nm, det vil si kortbølget varmestråling, og er en av grunnene til at glødepærene ble faset ut og erstattet med mer lyseffektive LED-lamper.  

\(\displaystyle \lambda_{max}= \frac{3.6 \cdot 10^6\;nm\;K}{2800 \;K}= 1286 \; nm\)

En menneskekropp med temperatur 37oC vil betraktet som et svart legeme ha maksimal fotonfluks ved:

\(\displaystyle \frac{3.6 \cdot 10^6 \;nm\;K}{310\; K}= 11613 \; nm\approx 11.6 \;\mu m\)

Altså langbølget varmestråling. Wiens forskygvningslov kan utledes fra Plancks strålingsfordelingsformel som angir fotonfluksen per bølgelengdeintervall ved å sette den førstederiverte lik null som gir maksimumspunktet på kurven. Et svart legeme er et idealisert tilfelle som absorberer alle bølgelengder likt og sender ut stråling ifølge Plancks strålingsfordelingsformel. Det vil si at objekter med temperatur over det absolutte nullpunkt 0K vil sende ut elektromagnetisk stråling. 

Tilbake til hovedside

 

Publisert 4. feb. 2011 10:57 - Sist endret 23. mars 2021 10:36