Ero sivun ”Planckin laki” versioiden välillä

[katsottu versio][katsottu versio]
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
Merkkaukset: Mobiilimuokkaus  mobiilisivustosta   Edistynyt mobiilimuokkaus 
Ei muokkausyhteenvetoa
Merkkaukset: Mobiilimuokkaus  mobiilisivustosta   Edistynyt mobiilimuokkaus 
Rivi 1:
{{Lähteetön}}
'''Planckin laki''' selittää [[musta kappale|mustan kappaleen]] lämpötilan ja sen säteilemän [[sähkömagneettinen säteily|sähkömagneettisen säteilyn]] energian suhdetta. Lain kehitti [[Max Planck]] tutkiessaan [[Mustan kappaleen säteily|mustan kappaleen säteilyä]]. Planckin laki on askel eteenpäin [[Rayleigh’n–Jeansin laki|Rayleigh’n–Jeansin laista]], joka ei pystynyt selittämään [[Musta kappale|mustan kappaleen]] säteilyä suurilla taajuuksilla, vaan johti ns. [[ultraviolettikatastrofi]]n nimellä tunnettuun ilmiöön.
[[Kuva:Planckdistribution.jpg|thumb|300px|Mustan kappaleen säteilyn spektri. <math>f(x)dx \propto \frac{x^3 dx}{e^x - 1}</math>]]
[[Kuva:Bbs.jpg|thumb|300px|Rochen Mustan kappaleen säteilyn voimakkuus tietyllä aallonpituudella riippuu kappaleen lämpötilasta.]]
 
[[Tiedosto:Black body.svg|thumb|upright=1.4|[[Musta kappale|Mustan kappaleen]] lämpötilan noustessa myös [[lämpösäteily]]n ([[sähkömagneettinen säteily]]) intensiteetti kasvaa ja sen huippukohta siirtyy lyhyemmälle [[aallonpituus|aallonpituudelle]] (suuremmalle [[taajuus|taajuudelle]]). Vertailuna (musta käyrä) klassisen fysiikan [[Rayleigh’n–Jeansin laki|Rayleigh’n–Jeansin lain]] kuvaaja, joka johtaa [[ultraviolettikatastrofi]]in.]]
'''Planckin laki''' on [[sähkömagneettisuus|sähkömagneettisen]] [[kvanttiteoria]]n tärkeimpiä tuloksia. Lain keksi [[Max Planck]] tutkiessaan niin sanottua mustan kappaleen säteilyä. Planckin laki on askel eteenpäin [[Rayleigh-Jeansin laki|Rayleigh-Jeansin laista]], joka ei pystynyt selittämään mustan kappaleen säteilyä suurilla taajuuksilla, vaan johti ns. [[ultraviolettikatastrofi]]n nimellä tunnettuun ilmiöön. Planckin laki antaa mustan kappaleen sisältämän säteilyn spektraaliseksi energiatiheysjakaumaksi <math>u(\nu)</math> taajuuden <math>\nu</math> funktiona<ref>{{Verkkoviite | Osoite = https://nanohub.org/wiki/DerivationofPlancksLaw | Nimeke = Derivation of Planck's Law | Tekijä = | Tiedostomuoto = | Selite = | Julkaisu = | Ajankohta = | Julkaisupaikka = | Julkaisija = nanoHUB.org| Viitattu = 7.5.2020 | Kieli = {{en}}}}</ref>
 
Planckin laki aallonpituuden funktiona muodossa energiatiheys (J/m<sup>3</sup>) aallonpituuden yksikköä (m) kohti saadaan kaavasta
:<math>u(\nu) = \frac{8 \pi h \nu^3}{c^3}\frac{1}{e^{h \nu / {kT}} - 1}</math>,
:<math>u(\lambda) = \frac{8 \pi h c}{\lambda^5}\frac{1}{e^{hc / {(\lambda k T})} - 1}</math>
 
, missä <math>\lambda</math> on säteilyn aallonpituus (m), ''c'' valonnopeus (299&nbsp;792&nbsp;458&nbsp;m/s), ''h'' Planckin vakio (6,626&nbsp;070&nbsp;150&nbsp;<b>&middot;</b>&nbsp;10<sup>&ndash;34</sup>&nbsp;J&middot;s), ''k'' Boltzmannin vakio (1,380&nbsp;649&nbsp;<b>&middot;</b>&nbsp;10<sup>&ndash;23</sup>&nbsp;J/K) ja ''T'' lämpötila (K). Tulos on yksiköissä J/m<sup>3</sup>/m.
missä ''h'' on [[Planckin vakio]], ''c'' [[valonnopeus]], ''k'' [[Boltzmannin vakio]], sekä ''T'' mustan kappaleen [[absoluuttinen lämpötila]]. Tässä <math> u(\nu)</math>:n yksikkö on J/m<sup>3</sup>/Hz. Planckin lain avulla voidaan johtaa mustan kappaleen lähettämän [[Lämpösäteily#Säteilyn_teho|säteilyn tehojakauma]] ja [[Stefan-Boltzmannin laki]].
 
Vastaavasti taajuuden <math>\nu</math> funktiona:<ref>{{Verkkoviite | Osoite = https://nanohub.org/wiki/DerivationofPlancksLaw | Nimeke = Derivation of Planck's Law | Tekijä = | Tiedostomuoto = | Selite = | Julkaisu = | Ajankohta = | Julkaisupaikka = | Julkaisija = nanoHUB.org| Viitattu = 7.5.2020 | Kieli = {{en}}}}</ref>
 
:<math>u(\nu) = \frac{8 \pi h \nu^3}{c^3}\frac{1}{e^{h \nu / {kT}} - 1}</math>,
 
Tällöin yksikkö on J/m<sup>3</sup>/Hz. Planckin lain avulla voidaan johtaa myös [[Stefan-Boltzmannin laki]].
 
== Taustaa ==