Stefan-Boltzmann sabiti - Stefan–Boltzmann constant

Pik emisyon dalga boyu ve radyant canlılığa karşı siyah cisim sıcaklığının log-log grafikleri – kırmızı oklar 5780 K siyah cisimlerin 501 nm pik ve 63.3 MW/m ² radyant canlılığa sahip olduğunu gösterir

Stefan-Boltzmann sabiti (ayrıca Stefan'ın sabiti ), bir fiziksel sabit ile gösterilir Yunan harfi σ (sigma), olduğu orantılılık sabiti içinde Stefan-Boltzmann yasa : "Toplam yoğunluğu sıcaklık arttıkça tüm dalga boyları artar üzerinde yayılan" , a siyah gövdenin dördüncü gücüne orantılıdır termodinamik sıcaklıkta . Teorisi termal radyasyon teorisini belirlemektedir kuantum mekaniği , molekül atom ve atom seviyeleri ile ilgili olan fiziği kullanılarak. Sloven fizikçiJosef Stefan sabiti 1879'da formüle etti ve daha sonra 1884'te Avusturyalı fizikçi Ludwig Boltzmann tarafından türetildi . Denklem, aynı zamanda , küçük bir düz siyah gövde kutusunu temsil edecek olan, belirli bir sıcaklıkta tüm dalga boylarını entegre ederek Planck yasasından da türetilebilir . "Yayılan termal radyasyon miktarı hızla artar ve radyasyonun ana frekansı artan sıcaklıklarla daha yüksek olur". Stefan-Boltzmann sabiti, siyah bir cisim tarafından yayılan ve kendisine çarpan tüm ışıma enerjisini emen ve tüm ışıma enerjisini yayan ısı miktarını ölçmek için kullanılabilir . Ayrıca, Stefan–Boltzmann sabiti sıcaklığın (K) yoğunluk (W⋅m ^-2 ) birimlerine dönüştürülmesine izin verir , bu birim alan başına güçtür.

Değer

SI temel birimlerinin 2019 yeniden tanımlanmasından bu yana, Stefan-Boltzmann sabiti deneyde ölçülmek yerine tam olarak verilir. Değer, SI birimlerinde şu şekilde verilir :

Gelen cgs birimler Stefan-Boltzmann sabitidir

Gelen termokimyası Stefan-Boltzmann sabiti genellikle ifade edilir cal ⋅ cm ^-2 ⋅ gün ^-1 ⋅ K ^-4 :

Gelen ABD mutat birimleri Stefan-Boltzmann sabitidir

Stefan-Boltzmann sabiti, diğer temel sabitler cinsinden şu şekilde tanımlanır:

${\displaystyle \sigma ={\frac {2\pi ^{5}k_{\rm {B}}^{4}}{15h^{3}c^{2}}}={\frac {\pi ^{2}k_{\rm {B}}^{4}}{60\hbar ^{3}c^{2}}}\,,}$

nerede

• k _B , Boltzmann sabitidir ,
• h olan Planck sabiti ,
• ħ olan indirgenmiş Planck sabiti ve
• c olan ışık hızı , vakumla

vermek

CODATA değeri [ref?] Önerilen önce 20 Mayıs 2019 (2018 CODATA) arasında ölçülen değer hesaplandı gaz sabiti :

${\displaystyle \sigma ={\frac {2\pi ^{5}R^{4}}{15h^{3}c^{2}N_{\rm {A}}^{4}}}={ \frac {32\pi ^{5}hR^{4}R_{\infty }^{4}}{15A_{\rm {r}}({\rm {e}})^{4}M_{\ rm {u}}^{4}c^{6}\alpha ^{8}}},}$

nerede

• R, bir evrensel gaz sabiti
• K _bir olduğunu avagadro
• R _∞ olan Rydberg sabiti
• Bir _R (e) "bir nispi atom kütlesi arasında" elektron
• M _u , molar kütle sabitidir (tanıma göre 1 g/mol)
• α olan ince yapı sabiti .

Boyut formülü: M ¹ T ^-3 Θ ^-4

İlgili bir sabittir radyasyon sürekli (ya da radyasyon yoğunluğunun sabit ) bir tarafından verilir

${\displaystyle a={\frac {4\sigma }{c}}=7.5657\times 10^{-15}{\textrm {erg}}{\cdot }{\textrm {cm}}^{-3} {\cdot }{\textrm {K}}^{-4}=7.5657\times 10^{-16}{\textrm {J}}{\cdot }{\textrm {m}}^{-3}{ \cdot }{\textrm {K}}^{-4}.}$

Referanslar

Dış bağlantılar

• İlgili Medya Stefan-Boltzmann sabiti Wikimedia Commons