Кіріспе

Физикалық заң

Виеннің жуықтауы (кейде Виеннің заңы немесе Виеннің үлестіру заңы деп те аталады) – физика заңы, ол жылулық сәулелену спектрін сипаттау үшін қолданылады (көбінесе қара дене функциясы деп аталады). Бұл заң алғаш рет 1896 жылы Вильгельм Виенмен шығарылған. Теңдеу заттардан жылулық шығарылымның қысқа толқын ұзындығы (жоғары жиілік) спектрін дәл сипаттайды, бірақ ол ұзын толқын ұзындығы (төмен жиілік) шығарылымы үшін тәжірибелік деректерге дәл сәйкес келмейді. Заңды былай жазуға болады

(осы жуықтаманың қарапайым экспоненциалды жиілік тәуелділігін ескеріңіз) немесе, табиғи Планк бірліктерін енгізу арқылы:

мұнда:

Бұл теңдеуді былай да жазуға болады:

мұнда – бірлік беттік ауданына, бірлік уақытына, бірлік қатты бұрышына, бірлік толқын ұзындығына λ толқын ұзындығында шығарылатын энергия мөлшері. Виен өзінің алғашқы мақаласында Фридрих Пашеннің оны Пашеннің тәжірибелік байқауларына негізделген бірдей формуламен қамтамасыз еткенін мойындайды. толқын ұзындығында және жиілігінде пайда болады.

Планк заңымен байланысы

Виен жуықтауы бастапқыда жылулық сәулеленудің толық спектрін сипаттау үшін ұсынылған, бірақ ол ұзын толқынды (төмен жиілікті) сәулеленуді дәл сипаттауға қабілетсіз болды. Дегенмен, ол тез арада Планк заңымен ығыстырылды, ол сәулеленуді фотондық газ ретінде қарастыру және сәйкесінше Максвелл-Болцман статистикасының орнына Бозе-Эйнштейн статистикасын қолдану арқылы толық спектрді дәл сипаттайды. Планк заңы былай берілуі мүмкін:

Виен жуықтауын Планк заңынан мына шарт орындалғанда алуға болады: Егер бұл орындалса, онда

сондайынша Планк заңы жоғары жиіліктерде Виен жуықтауына жуықтап тең болады.

Жылу сәулеленуінің басқа да шамалары

Лорд Рейли жасаған Rayleigh–Jeans заңы жылулық сәулеленудің ұзын толқынды спектрін дұрыс сипаттауға қолданылуы мүмкін, бірақ жылулық шығарылымның қысқа толқынды спектрін сипаттауға қабілетсіз.