Toolyard

Kara cisim ışıması simülatörü

Bu benzetimdeki denklemler

B_λ(T) = (2 h c² ÷ λ⁵) × 1 ÷ (e^(h c ÷ λ k T) − 1)
TSıcaklık T (kelvin, 10’un kuvveti olarak)yüzey sıcaklığı
λdalga boyugörünür ışık yaklaşık 380 nm (mor) ile 750 nm (kırmızı) arasındadır
h, c, kPlanck sabiti, ışık hızı, Boltzmann sabiti6.626 × 10⁻³⁴ J·s, 2.998 × 10⁸ m/s, 1.381 × 10⁻²³ J/K
B_λspektral parlaklıkyüzeyin her dalga boyunda ne kadar ışık verdiği; grafik bu eğridir
λ_max = b ÷ T
bWien sabiti2.898 × 10⁻³ m·K
λ_maxtepe dalga boyune kadar sıcaksa o kadar kısa: Güneş yeşil-sarıda, kırmızı cüce kızılötesinde, mavi dev morötesinde tepe yapar

Mevcut değerlerle:

j = σ T⁴, L = 4π R² σ T⁴
σStefan–Boltzmann sabiti5.670 × 10⁻⁸ W/(m²·K⁴)
jmetrekare başına yayılan güçsıcaklığı iki katına çıkarmak onu 16 ile çarpar
RYarıçap (Güneş yarıçapı cinsinden, 10’un kuvveti olarak)Güneş’in yarıçapı 696.000 km’dir
Lışıma gücü, toplam güçGüneş’in 3,83 × 10²⁶ W’ı ile karşılaştırıldığında

Mevcut değerlerle:

m c_p dT/dt = −σ A T⁴
dT/dtdemir bilyenin soğuma hızıkütle 33 g, alan 12,6 cm², c_p 450 J/(kg·K); ısıyı yalnızca ışıyarak kaybeder, bu yüzden beyaz sıcakken hızla, söndükçe giderek daha yavaş soğur

Mevcut değerlerle:

Kara cisim ışıması simülatörü nasıl kullanılır

  1. İnsan vücudu ve lavdan Güneş’e ve mavi dev bir yıldıza kadar bir cisim seç ya da sıcaklığı ve yarıçapı kendin ayarla. Küre, o sıcaklıktaki bir kara cismin gerçekte sahip olduğu rengi alır; renk, spektrumundan ve gözün renk eşleme fonksiyonlarından hesaplanır ve yaklaşık 700 K’nin altında tamamen kararır.
  2. Grafik Planck eğrisidir: her dalga boyunda ne kadar ışık çıktığı; görünür ışık bandı eksenin altında işaretli, tepe kırmızı kesikli çizgidir. Sıcaklığı artır; eğri muazzam büyür ve tepesi kızılötesinden görünür bölgeye, oradan morötesine doğru daha kısa dalga boylarına kayar.
  3. Tepe dalga boyunu Wien yasasından, metrekare başına gücü Stefan–Boltzmann yasasından ve bir yıldız için Güneş’e göre ışınımgücünü oku. Akkor bir demir bilyenin ısı kaybederken sarıdan turuncuya ve kırmızıya solduğunu izlemek için «Işıma yoluyla soğumasına izin ver»i işaretle.

Sık sorulan sorular

Kara cisim nedir?

Üzerine düşen tüm ışığı soğuran ve yalnızca sıcaklığından dolayı ışık yayan ideal bir cisim. Spektrumu Planck yasasına göre yalnızca sıcaklığa bağlıdır. Yıldızlar, kızgın metal, lav ve bir lamba teli kara cisme yakındır; kızılötesinde senin derin de öyledir.

Sıcak cisimler ısındıkça neden renk değiştirir?

Sıcaklık arttıkça spektrumun tepesi Wien yasasına göre, λ_maks = 2,898 × 10⁻³ m·K ÷ T, daha kısa dalga boylarına kayar. Yaklaşık 700 K’nin altında ışığın neredeyse tamamı kızılötesidir ve görünür bir parlama olmaz; sonra önce görünür bölgenin uzun kırmızı ucu, ardından turuncu ve sarı belirir; yaklaşık 6.000 K’nin üstünde görünür bölgenin tamamına yayılan ışık beyaz görünür ve daha sıcak yıldızlarda maviye döner.

Spektrumu 500 nm’de tepe yapıyorsa Güneş neden yeşil değil de beyaz görünüyor?

Çünkü Güneş’in spektrumu geniştir ve görünür bölgenin tamamını neredeyse eşit kaplar; bu yüzden gözdeki üç koni türü de yaklaşık eşit uyarılır ve bunu beyaz olarak görürüz. Yeşildeki bir tepe bir rengi yeşil yapmaz; bunu ancak dar bir yeşil ışık bandı yapar.

Sıcak bir cisim ne kadar güç yayar?

Stefan–Boltzmann yasası: metrekare başına j = σT⁴ watt, σ = 5,67 × 10⁻⁸ W/(m²·K⁴). Sıcaklığı iki katına çıkarmak gücü on altıyla çarpar. Güneş’in yüzeyi metrekare başına 63 MW yayar; tüm yüzeyiyle çarpılınca bu 3,8 × 10²⁶ W eder.

WebGL’nin kapalı olduğunu söylüyor.

3B görünüm, güncel her tarayıcıda bulunan WebGL’ye ihtiyaç duyar. Tarayıcı ayarlarında donanım hızlandırma kapatılmışsa ya da grafik sürücüsü çok eskiyse kapalı olabilir. Donanım hızlandırmayı aç ya da başka bir tarayıcı dene.

Bir şey yükleniyor mu?

Hayır. Simülasyonu WebGL ile kendi tarayıcın çizer; hiçbir yere hiçbir şey gönderilmez ve sayfa yüklendikten sonra çevrimdışı da çalışmaya devam eder.

Diğer fizik benzetimleri

Diğer bilim benzetimleri

İlgili hesaplayıcılar ve araçlar

İlgili benzetimler

Kılavuzlar