Постоянная Стефана – Больцмана (также постоянная Стефана ), физическая константа, обозначаемая греческой буквой σ (сигма), является константой пропорциональности в законе Стефана – Больцмана : «общая интенсивность излучения на всех длинах волн увеличивается с ростом температуры» , черного тела, которое пропорционально четвертой степени термодинамической температуры . [1] Теория теплового излучения лежит в основе теории квантовой механики., используя физику для связи с молекулярным, атомным и субатомным уровнями. Словенский физик Йозеф Стефан сформулировал константу в 1879 году, а в 1884 году она была получена австрийским физиком Людвигом Больцманном . [2] Уравнение также может быть получено из закона Планка путем интегрирования по всем длинам волн при заданной температуре, что будет представлять собой небольшой плоский ящик черного тела. [3] «Количество испускаемого теплового излучения быстро увеличивается, и основная частота излучения становится выше с повышением температуры». [4] Константу Стефана-Больцмана можно использовать для измерения количества тепла, излучаемого черным телом, которое поглощает всю лучистую энергию, которая попадает на него, и будет излучать всю лучистую энергию. Кроме того, постоянная Стефана – Больцмана позволяет преобразовать температуру (K) в единицы измерения интенсивности (Вт⋅м −2 ), то есть мощности на единицу площади.
После переопределения основных единиц СИ в 2019 году постоянная Стефана – Больцмана дается точно, а не измеряется экспериментально. Значение задается в единицах СИ с помощью
В единицах cgs постоянная Стефана – Больцмана равна:
В термохимии постоянная Стефана – Больцмана часто выражается в кал ⋅ см −2 ⋅ день −1 ⋅ K −4 :
В стандартных единицах измерения США постоянная Стефана – Больцмана равна: [6]
Постоянная Стефана – Больцмана определяется в терминах других фундаментальных констант как
где:
- k B - постоянная Больцмана ,
- h - постоянная Планка ,
- ħ - приведенная постоянная Планка , а
- c - скорость света в вакууме,
давая
КОДАТА Рекомендуемое значение [см?] До 20 мая 2019 (2018 КОДАТА) рассчитывали из измеренного значения газовой постоянной :
где:
- R - универсальная газовая постоянная
- N A - постоянная Авогадро
- R ∞ - постоянная Ридберга
- A r (e) - « относительная атомная масса » электрона.
- M u - постоянная молярной массы (по определению 1 г / моль)
- α - постоянная тонкой структуры .
Формула размерности: M 1 T −3 Θ −4
Связанная константа - это константа излучения (или константа плотности излучения ) a, которая определяется по формуле: [7]
Рекомендации
- ^ Крейн, Кеннет (2012). Современная физика . Джон Вили и сыновья. п. 81.
- ^ «Закон Стефана-Больцмана» . Британская энциклопедия .
- ^ Халлидей и Резник (2014). Основы физики (10-е изд.). Джон Вили и сыновья. п. 1166.
- ^ Айсберг, Резник, Роберт, Роберт (1985). Квантовая физика атомов, молекул, твердых тел, ядер и частиц (PDF) (2-е изд.). Джон Вили и сыновья. Архивировано из оригинального (PDF) 26 февраля 2014 года.
- ^ «Значение CODATA 2018: постоянная Стефана – Больцмана» . Справочник NIST по константам, единицам и неопределенности . NIST . 20 мая 2019 . Проверено 20 мая 2019 .
- ^ Ченгель, Юнус А. (2007). Тепло и массообмен: практический подход (3-е изд.). Макгроу Хилл.
- ^ Радиационная постоянная из ScienceWorld
Внешние ссылки
- СМИ, связанные с константой Стефана – Больцмана на Викискладе?