Planckův vyzařovací zákon

Z Encyklopedie o termovizi a termovizní diagnostice - Termowiki

Planckův vyzařovací zákon popisuje spektrální zářivost (tzv. termální záření) absolutně černého tělesa v závislosti na jeho teplotě. Tato závislost je popsán analyticky pomocí vzorce:

, kde

• je úhlová frekvence záření [Hz]
• je intenzita záření [J·s^-1·m^-2·sr^-1·Hz^-1]
• je teplota absolutně černého tělesa [K]
• je redukovana Planckova konstanta [J.s]
• je rychlost světla ve vakuu [m/s]
• je Boltzmanova konstanta [J/K]

Tato funkce (resp. funkcionál) reprezentuje vyzářenou energii (výkon) z daného povrchu v závislosti na vlnové délce. Energie je vztažena na jednotkovou plochu, prostorový úhel i frekvenci (laicky řečeno Planckův zákon udává, jak vypadá rozložení energie na dané frekvenční oblasti při určité teplotě daného objektu).

Grafické znázornění Planckova zákona dává soustavu křivek pobíhajících od nuly při vlnové délce rovné a zvyšující se s rostoucí vlnovou délkou až k dosažení maxima , aby se opět pozvolna přiblížily k nule při velkých hodnotách vlnových délek. S vyšší teplotou tělesa dojde k dosažení maxima na kratší vlnové délce (viz posouvání vrcholu na obrázku směrem doprava s rostoucí teplotou). Závěr tedy je, že. čím teplejší je těleso, tím vyzařuje na kratších vlnových délkách, tj. vyšších frekvencích.

Poloha maxima závislosti, kterou popisuje Planckův zákon, je dána Wienovým posunovacím zákonem. Celkovou vyzářenou energii za jednotku času z jednotkové plochy absolutně černého tělesa vyjadřuje Stefan-Boltzmannův zákon.

Obsah 1 Ztráty energie vyzařováním 2 Fyzikální pozadí 3 Související články 4 Externí odkazy

Ztráty energie vyzařováním

Těleso záření nejen vysílá, ale také může pohlcovat záření, které na něj dopadá. Každá látka záření částečně odráží, částečně propouští a zbytek pohlcuje, viz Kirchhoffův zákon termální radiace.

Při vyzařování ztrácí těleso energii, která musí být zářícímu tělesu dodána. Nejjednodušším způsobem dodání energie je zahřátí tělesa. Jestliže tělesu zahříváním dodáváme energii, kterou ztrácí vyzařováním, tepelné záření tělesa se s časem nemění - říkáme, že tepelné záření má rovnovážný charakter. V opačném připadě (tj. pokud zářícímu tělesu není dodávána energie kompenzující ztráty vyzařováním) těleso postupně chladne a tím se mění i jeho tepelné spektrum.

Fyzikální pozadí

Fyzikálním pozadím za tímto jevem je vyzařování fotonů (tj. částic elektromagnetického záření) při termálním pohybu...

Odvození Planckovo vyzařovacího zákona a vysvětlení fyzikálních souvislostí naleznete například v tomto dokumentu: Planckův vyzařovací zákon - učební text MFF.

Související články

• Wienův posunovací zákon
• Stefan-Boltzmannův zákon
• Absolutně černé těleso
• Teplota
• Kirchhoffův zákon termální radiace
• Foton
• Elektromagnetické záření

Externí odkazy

CZ:

• Kvantové vlastnosti elektromagnetického záření - učební text VŠB
• Planckův vyzařovací zákon - učební text MFF
• Jak funguje žárovka a zářivka - Fyzweb.cz
• Životopis Maxe Plancka na Aldebaran.cz
• Planckův vyzařovací zákon - výpočet - integrace
• Planckův vyzařovací zákon online

EN:

• Článek tepelné záření na anglické Wikipedii