Как температура влияет на длину волны?

Температура имеет обратную зависимость от длины волны электромагнитного излучения. С повышением температуры длина волны уменьшается. Это видно из закона смещения Вина, который гласит, что длина волны максимального излучения черного тела обратно пропорциональна его термодинамической температуре.

Математически закон смещения Вина можно выразить как:

λmax =b/T

где:

λmax — длина волны максимального излучения в метрах (м).

b — постоянная смещения Вина, примерно 2,898×10-3 м⋅К.

T — термодинамическая температура в Кельвинах (К).

В качестве примера рассмотрим два объекта при разных температурах:

Объект 1: Температура =300 К (комнатная температура)

Используя закон смещения Вина, мы можем рассчитать длину волны максимального излучения для Объекта 1:

λmax =b/T

λmax =(2,898×10-3 м⋅К)/(300 К)

λmax ≈ 9,66 × 10-6 м

Это означает, что Объект 1 излучает излучение с пиковой длиной волны в инфракрасной области электромагнитного спектра, невидимое для человеческого глаза.

Объект 2: Температура =5000 К (приблизительно температура поверхности Солнца)

Для Объекта 2:

λmax =b/T

λmax =(2,898×10-3 м⋅К)/(5000 К)

λmax ≈ 5,796 × 10-7 м

При этом пиковая длина волны излучения находится в видимой области спектра и соответствует желтовато-белому цвету. Вот почему солнце кажется нам ярким и сияющим.

Таким образом, более высокие температуры соответствуют более коротким длинам волн, а более низкие температуры соответствуют более длинным длинам волн. Эта связь имеет решающее значение в различных научных областях, таких как астрофизика, тепловое излучение и дистанционное зондирование.