• Zašto je umnožak valne duljine i frekvencije, za koje je spektar zračenja idealnog crnog tijela maksimalan, različit od brzine svjetlosti? (Matija iz Zagreba)

  • Koliki je ukupni intenzitet zračenja I nekog crnog tijela? To je ukupna suma intenziteta zračenja pojedine frekvencije f, tj. suma intenziteta zračenja pojedine valne duljine l:

    I1(f) i I2(l) su - dakako - gustoće intenziteta, te je posebno I1(f) dana s poznatom Planckovom formulom:

    Usprkos činjenici da je lf=c, dakle, da je produkt valne duljine i frekvencije elektromagnetskog vala jednak brzini svjetlosti, gustoća I2(l) se ne dobiva uvrštavanjem f=c / l u I1(f), što to je glavni (i jedini) razlog zašto produkt lmax × fmax nije jednak brzini svjetlosti.

    Podsjetimo se kako se dobiva I2(l):

    Primijetimo da iako je I1(f) proporcionalno trećoj potenciji frekvencije, gustoća I2(l) je proporcionalna petoj potenciji valne duljine!

    Deriviranjem nije teško pokazati da se maksimum fmax funkcije I1(f) dobiva rješavanjem jednadžbe

    a maksimum funkcije I2(l) označenog lmax iz izraza

    Rješenja ovih jednadžbi (one izražavaju tzv. Wienov zakon) se može naći numerički, i ona iznose približno 2.82144 za prvu, tj. 4.96511 za drugu. Iz ovoga se lako dobiva da bi produkt valne duljine i frekvencije u pripadnim maksimumima trebao biti jednak

    lmax × fmax = 2.82144/4.96511 c = 0.568 c

    Provjeri ovaj rezultat!

    Odgovorio:
    mr.sc.M.Basletić, PMF