Zakoni zračenja crnog tijela

Tijelo koje ima sposobnost apsolutne apsorpcije (apsorbira sva upadan zračenja) zovemo idealno crno tijelo. Zračenje takvog tijela opisuju Stefan-Boltzmanov, Wienov i Planckov zakon.

Količina energije koju zrači apsolutno crno tijelo površine \(S\) u jedinici vremena proporcionalna je četvrtoj potenciji apsolutne temperature \(T\) tog tijela. Konstanta proporcionalnosti je Stefan-Boltzmannova konstanta i ona iznosi:

Stefan-Boltzmannov zakon opisujemo jednadžbama za intenzitet \(I\) i snagu \(P\):

Za svaku temperaturu \(T\) postoji valna duljina zračenja crnog tijela \(\lambda _m\) za koju je energija tog zračenja najveća. Wienov zakon opisujemo izrazom:

Konstantu \(b\) zovemo Wienova konstanta i ona iznosi:

Planck je pretpostavio da atomi zrače energiju u obliku "paketića". Te je "paketiće" nazvao kvantima, a energija jednog kvanta dana je izrazom:

Energija je proporcionalna frekvenciji, a konstanta proporcionalnosti je Planckova konstanta i ona iznosi:

Svjetlost čine čestice koje zovemo fotoni, a energija fotona jednaka je energiji kvanta.