Wien yasası
Kısa tanım
Bir kara cismin en yoğun ışıma yaptığı dalga boyunun mutlak sıcaklıkla ters orantılı olduğunu söyleyen fizik yasasıdır.
Diğer adları: Wien yer değiştirme yasası, Wien kayma yasası
Ocağın üzerindeki demir ısındıkça önce koyu kırmızı, sonra turuncu, en sonunda beyazımsı bir renkle parlar. Yıldızların renkleri de aynı nedenle farklıdır: kırmızı yıldızlar görece soğuk, mavi yıldızlar ise çok sıcaktır. Bu gözlemi sayıya döken ilke Wien yasasıdır ve Alman fizikçi Wilhelm Wien tarafından 1893'te ortaya konmuştur.
Formül
λmaks = b / T
Burada λmaks en yoğun ışımanın dalga boyu, T kelvin cinsinden sıcaklık, b ise Wien sabitidir: yaklaşık 2,898 × 10⁻³ m·K.
Örnekler
- Güneş: Yüzey sıcaklığı yaklaşık 5.778 K olduğundan λmaks ≈ 2,898 × 10⁻³ / 5.778 ≈ 502 nm'dir; yani yeşil-mavi bölgede. Işığın tüm renklerin karışımı olması nedeniyle Güneş bize beyaz görünür.
- İnsan vücudu: Yaklaşık 310 K sıcaklıkta λmaks ≈ 9,3 µm'dir. Bu kızılötesi bölgededir ve termal kameraların insanı görebilmesinin nedenidir.
- Akkor ampul teli: Yaklaşık 2.700 K'de tepe noktası 1 µm civarına, kızılötesine düşer; bu yüzden enerjinin büyük kısmı ısı olarak kaybolur.
Sıcaklık ya da dalga boyu verilerek diğerini bulmak için Wien yasası hesaplama aracını kullanabilirsin.
Stefan-Boltzmann yasasıyla ilişkisi
Wien yasası ışımanın hangi dalga boyunda yoğunlaştığını, Stefan-Boltzmann yasası ise toplam ne kadar enerji yayıldığını söyler (sıcaklığın dördüncü kuvvetiyle orantılı). İkisi de Planck'ın kara cisim ışıması yasasından türetilebilir.
Kullanım alanları
Astronomide yıldız sıcaklıklarının tahmininde, pirometrelerle temassız sıcaklık ölçümünde ve aydınlatmadaki renk sıcaklığı (2.700 K sıcak beyaz, 6.500 K gün ışığı) kavramında bu yasanın izlerini görürsün. Gerçek cisimler tam kara cisim olmadığı için sonuç yaklaşık bir değerdir.