Kako temperatura vpliva na valovno dolžino?

Temperatura je obratno povezana z valovno dolžino elektromagnetnega sevanja. Ko temperatura narašča, se valovna dolžina zmanjšuje. To je razvidno iz Wienovega zakona o premikanju, ki pravi, da je valovna dolžina največje emisije črnega telesa obratno sorazmerna z njegovo termodinamično temperaturo.

Matematično lahko Wienov zakon o premikanju izrazimo kot:

λmax =b/T

kjer:

λmax je valovna dolžina največje emisije v metrih (m)

b je Wienova konstanta odmika, približno 2,898×10-3 m⋅K

T je termodinamična temperatura v Kelvinih (K)

Za primer si oglejmo dva predmeta pri različnih temperaturah:

Predmet 1: Temperatura =300 K (sobna temperatura)

Z uporabo Wienovega zakona o premikanju lahko izračunamo valovno dolžino največje emisije za Objekt 1:

λmax =b/T

λmax =(2,898×10-3 m⋅K)/(300 K)

λmax ≈ 9,66 × 10-6 m

To pomeni, da Objekt 1 oddaja sevanje z najvišjo valovno dolžino v infrardečem območju elektromagnetnega spektra, ki je človeškemu očesu nevidno.

Predmet 2: Temperatura =5000 K (približno površinska temperatura sonca)

Za predmet 2:

λmax =b/T

λmax =(2,898×10-3 m⋅K)/(5000 K)

λmax ≈ 5,796 × 10-7 m

V tem primeru je najvišja valovna dolžina emisije v vidnem območju spektra, kar ustreza rumenkasto-beli barvi. Zato se nam zdi sonce svetlo in sijoče.

Če povzamemo, višje temperature ustrezajo krajšim valovnim dolžinam, medtem ko nižje temperature ustrezajo daljšim valovnim dolžinam. To razmerje je ključnega pomena na različnih znanstvenih področjih, kot so astrofizika, toplotno sevanje in daljinsko zaznavanje.