Plancks strålingslov

Intensiteten av strålingen fra et svart legeme som funksjon av bølgelengden er gitt ved Plancks strålingslov. De ulike kurvene svarer til forskjellig temperatur målt i kelvin. Intensiteten er her angitt som effekt (W) per areal (m2) og per bølgelengdeintervall (nm). Området av spekteret som svarer til synlig lys er vist med regnbuefarger. Både intensiteten og bølgelengden har logaritmisk skala.

Av .
Lisens: Public domain

Svartlegemestråling er stråling fra et legeme som absorberer fullstendig all elektromagnetisk stråling som treffer det. Ingen stoff har denne egenskapen fullt ut, men en liten åpning i et ellers lukket hulrom virker meget nær som en del av et svart legeme. En slik åpning absorberer all stråling som treffer den og stråler som et svart legeme med samme temperatur som hulrommets vegger. Svart stråling kalles derfor også hulromsstråling eller termisk stråling fra et svart legeme.

Faktaboks

Også kjent som
black body radiation, Planck-stråling, planckstråling, svart stråling

Stråling fra virkelige legemer

Et virkelig legeme sender alltid ut mindre energi i form av termisk stråling enn et et idealisert svart legeme med samme temperatur, men forholdet mellom emittert og absorbert stråling for et virkelig legeme og et svart legeme ved samme temperatur er alltid det samme (Kirchhoffs strålingslov). Dette gjelder for stråling som omdannes til varme ved absorpsjon og sendes ut ved termostråling, men ikke ved luminescens.

Strålingsenergi

Inne i et hulrom er det alltid stråling mellom veggene. Strålingen har såkalt termisk energi. Det er derfor en viss energitetthet i hulrommet og en tilsvarende utstråling fra åpningen, begge deler gitt ved Stefan-Boltzmanns lov. Ifølge Wiens forskyvningslov har strålingen fra et svart legeme ved en gitt temperatur T maksimal intensitet ved en bølgelengde λm som avhenger av temperaturen slik at produktet λm · T er konstant. Loven gir grunnlag for bestemmelser av glødende legemers temperatur ved pyrometri. Den brukes også til å fastlegge overflatetemperatur av himmellegemer. Av denne loven følger at alle svarte legemer begynner å gløde ved samme temperatur, cirka 550 °C . Stoffer som absorberer lite stråling, for eksempel glass, gløder derimot først ved en noe høyere temperatur.

Plancks strålingslov

Wilhelm Wien, James H. Jeans, Lord Rayleigh og andre forsøkte i 1880- til 1890-årene å forklare energifordelingen i spekteret fra svart stråling. De kom blant annet frem til at insensiteten av strålingen økte mot uendelig med voksende frekvensen. Dette kunne ikke være riktig.

Den tyske fysikeren Max Planck satte seg som mål å løse dette problemet, og i år 1900 foreslo han sin strålingslov som nå kalles Plancks strålingslov. For å utlede denne måtte han anta at strålingen ikke ble sendt ut kontinuerlig, men som strålingskvanter – små 'partikler' av stråling som kalles fotoner. Hvert foton fører med seg en energi h·ν, hvor h er en naturkonstant kalt Plancks konstant, og ν er frekvensen for den utsendte strålingen. Kjennskap til egenskapene av svart stråling ble dermed et viktig grunnlag for moderne kvantefysikk.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer (2)

skrev Håkon Augensen

Hei, jeg lurer på følgende - dere skriver: "Dette gjelder for stråling som omdannes til varme ved absorpsjon og sendes ut ved termostråling, men ikke ved fluorescens". Skal det ikke her stå luminescens, og hvis ikke, hvorfor?

svarte Johannes Skaar

Enig, det er bedre at det står luminescens. Har endret det nå, takk skal du ha.

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg