Закон Стефана — Больцмана

Закон Стефана — Больцмана — закон излучения абсолютно чёрного тела. Определяет зависимость между мощностью излучения энергии нагретым телом и температурой нагрева. Формулировка закона:

Мощность излучения абсолютно чёрного тела прямо пропорциональна площади поверхности и четвёртой степени температуры тела: $P=S\sigma T^4.$

При помощи закона Планка для излучения, постоянную $\sigma$ можно определелить как

$\sigma=\frac{2\pi^5k^4}{15c^2h^3},$

где $h$ — постоянная Планка, $k$ — постоянная Больцмана, $c$ — скорость света.

Численное значение $\sigma=5{,}670400\cdot 10^{-8}$ Дж · с^-1 · м^-2 · К^-4.

Закон открыт независимо Й. Стефаном (англ.) и Л. Больцманом в предположении пропорциональности плотности энергии излучения и его давления $p=\rho/3$. В 1880 г. подтверждён Лео Гретцем.

Важно отметить, что закон говорит о суммарной излучаемо энергии, однако она распределена неоднородно по длинам волн излучения. Точнее, имеется единственный максимум в спектре, который задаётся законом Вина.

Применение закона к расчёту эффективной температуры поверхности Земли даёт оценочное значение, равное 249 К или −24 °C.

См. также

• Закон Ньютона — Рихмана

Литература

• Курс общей физики, книга 5, И. В. Савельев: Астрель, 2001, ISBN 5-17-004587-5

be-x-old:Закон Стэфана—Больцмана ca:Llei de Stefan-Boltzmann cs:Stefanův-Boltzmannův zákon de:Stefan-Boltzmann-Gesetz el:Νόμος Στέφαν-Μπόλτζμαν en:Stefan–Boltzmann law es:Ley de Stefan-Boltzmann fa:قانون استفان‐بولتزمن fi:Stefanin–Boltzmannin laki fr:Loi de Stefan-Boltzmann he:חוק סטפן-בולצמן it:Legge di Stefan-Boltzmann ja:シュテファン＝ボルツマンの法則 ko:슈테판-볼츠만 법칙 no:Stefan-Boltzmanns lov pl:Prawo Stefana-Boltzmanna pt:Lei de Stefan-Boltzmann sk:Stefanov-Boltzmannov zákon sl:Stefan-Boltzmannov zakon sv:Stefan–Boltzmanns lag zh:斯特藩-玻尔兹曼定律