ウィーンの変位則計算機

ウィーンの変位則は、黒体の温度とその黒体が最も強く放射する波長の関係を記述する法則である。この原理は、特に天体物理学や熱力学において、物体の熱放射を理解する上で基本的なものである。

歴史的背景

ウィーンの変位則は1893年にヴィルヘルム・ヴィーンによって導き出され、量子力学の発展に重要な役割を果たした黒体放射理論の主要な結果である。

計算式

温度(T)に基づいてピーク波長(λ)を計算する公式は以下の通りである。

\[ \lambda_{\text{max}} = \frac{b}{T} \]

ここで：

• \(λ_{max}\)はピーク波長（ナノメートル(nm)）
• \(T\)は温度（ケルビン(K)）
• \(b\)はウィーンの変位定数で、約\(2.897771955 \times 10^6 \, \text{nm} \cdot \text{K}\)

計算例

黒体の温度が3000 Kの場合、ピーク波長は以下の様に計算される。

\[ \lambda_{\text{max}} = \frac{2.897771955 \times 10^6}{3000} = 965.92 \, \text{nm} \]

これは、この黒体が電磁スペクトルの赤外線領域に当たる約965.92 nmの波長で最も強く放射することを示している。

重要性と使用例

ウィーンの変位則は、その放射光を分析することで星の温度などの天体の温度を決定するのに役立つ天文学など、様々な分野で重要である。また、熱放射による温度測定が必要な産業用途においても重要である。

よくある質問

1. ウィーンの変位則とは何か？

   • ウィーンの変位則は、黒体が最も強く放射する波長はその温度に反比例するという法則である。

2. ウィーンの変位則の重要性とは何か？

   • それは、物体の放射スペクトルに基づいてその温度を測定する直接的な方法を提供するため重要である。

3. ピーク波長の重要性とは何か？

   • ピーク波長は、黒体から最も多く放出される放射の色または種類を示し、それによって物体の温度を知ることができる。

この計算機は、温度に基づいて放射のピーク波長を簡単に決定するのに役立ち、科学研究と実用アプリケーションの両方で有用なツールである。