Como a temperatura e o comprimento de onda de um corpo brilhante estão relacionados?
A relação entre a temperatura e o comprimento de onda de um corpo brilhante é descrita pela lei de deslocamento de
wien . Esta lei afirma que:
O comprimento de onda no qual um corpo negro irradia com mais intensidade é inversamente proporcional à sua temperatura absoluta. Aqui está um colapso:
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Blackbody: Um objeto teórico que absorve toda a radiação que cai nele e emite radiação em todos os comprimentos de onda. Objetos reais não combinam perfeitamente com isso, mas muitos podem ser aproximados como corpos de preto.
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comprimento de onda: A distância entre cristas ou calhas sucessivas de uma onda. Diferentes comprimentos de onda da luz correspondem a cores diferentes.
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Temperatura: Medido em Kelvin (K), reflete a energia interna de um corpo. Temperaturas mais altas significam mais energia interna.
Expressão matemática: A lei de deslocamento de Wien é expressa como:
λ
max * T =b
Onde:
* λ MAX é o comprimento de onda da emissão de pico (em metros)
* T é a temperatura absoluta (em Kelvin)
* B é constante de deslocamento de Wien, aproximadamente 2,898 × 10
-3
m · k
Implicações:
* Temperatura mais alta, comprimento de onda mais curto: À medida que a temperatura de um corpo brilhante aumenta, o comprimento de onda em que emite mais intensamente muda para comprimentos de onda mais curtos, passando de vermelho para laranja, amarelo, branco e, eventualmente, azul.
* Temperatura mais baixa, comprimento de onda mais longo: À medida que a temperatura diminui, o pico de emissão muda para comprimentos de onda mais longos, passando de azul para vermelho e eventualmente para o alcance infravermelho, que não podemos ver com os olhos.
Exemplos:
* um fogão quente: Emite luz visível, predominantemente vermelha devido à sua temperatura relativamente baixa.
* o sol: Com sua temperatura muito alta, emite luz em todo o espectro visível, aparecendo branco aos nossos olhos.
* Um pedaço quente de ferro: Brilha vermelha quando aquecida e, à medida que fica ainda mais quente, a cor muda para amarelo e branco.
Aplicações:
* Compreendendo a temperatura das estrelas: Ao observar o comprimento de onda de pico de sua luz emitida, os astrônomos podem estimar a temperatura das estrelas.
* desenvolvendo termômetros: Os termômetros infravermelhos utilizam a lei de Wien para medir a temperatura dos objetos, detectando o comprimento de onda de pico de sua radiação infravermelha emitida.
Em resumo, a lei de deslocamento de Wien fornece uma ligação crucial entre a temperatura de um corpo brilhante e o comprimento de onda de sua radiação emitida. É um princípio fundamental na física com aplicações em vários campos, da astronomia à tecnologia.