Vīnes likumu fizika

Vīnes likums, ko sauc arī par Vīnes pārvietošanas likumu, attiecības starp melnā ķermeņa temperatūru (ideāla viela, kas izstaro un absorbē visas gaismas frekvences) un viļņa garumu, pie kura tas izstaro visvairāk gaismas. Tas ir nosaukts vācu fiziķa Vilhelma Viena vārdā, kurš 1911. gadā saņēma Nobela fizikas balvu par likuma atklāšanu.

Wien pētīja melno ķermeņa starojuma viļņa garumu vai frekvences sadalījumu 1890. gados. Viņa ideja bija kā labu tuvinājumu ideālai melnādainai krāsnij ar nelielu caurumu. Jebkurš starojums, kas nonāk mazajā caurumā, tiek izkliedēts un atspoguļots no krāsns iekšējām sienām tik bieži, ka tiek absorbēts gandrīz viss ienākošais starojums, un varbūtība, ka kāds no tā var atkal izkļūt no cauruma, var būt ārkārtīgi maza. Apstarojums, kas iziet no šī cauruma, ir ļoti tuvu līdzsvara melnā ķermeņa elektromagnētiskajam starojumam, kas atbilst krāsns temperatūrai. Wien atklāja, ka izstarojošās enerģijas dW uz viļņa garuma intervālu dλ ir maksimums noteiktā viļņa garumā λ _m un maksimālais novirzās uz īsākiem viļņu garumiem, palielinoties temperatūrai T. Viņš atklāja, ka produkts λ_m T ir absolūta konstante: λ _m T = 0,2898 centimetru grāda Kelvina.

Vīnes likums par maksimālās radiācijas jaudas novirzīšanu uz augstākām frekvencēm, paaugstinot temperatūru, kvantitatīvā formā pauž novērojumus. Silti objekti izstaro infrasarkano starojumu, ko izjūt āda; pie T = 950 K var novērot blāvu sarkanu mirdzumu; un, paaugstinoties temperatūrai, krāsa kļūst gaiši oranža un dzeltena. Spuldzes volframa kvēldiegs ir T = 2500 K karsts un izstaro spilgtu gaismu, tomēr tā spektra maksimums šajā temperatūrā joprojām ir infrasarkanais, saskaņā ar Vīnes likumiem. Maksimums mainās uz redzamu dzeltenu, ja temperatūra ir T = 6000 K, tāpat kā Saules virsmā.