Wien yasası

Fizikte Wien yasası siyah cisim radyasyonunda sıcaklık ile ışık dalga boyu arasındaki ilişkiyi veren bir fizik yasasıdır. (Yer değiştirme yasası olarak da bilinir.) Yasa adını Alman bilim adamı Wilhelm Wien'den (1864-1928) alır.

Çeşitli sıcaklıklar için ışınım bant şekli (Sıcaklık arttıkça maksimum noktanın daha kısa dalga boyuna doğru kaydığı görülüyor)

Yasa

1896 yılında geliştirilen bu yasaya göre, her cisim sıcaklığa bağlı olarak ışınım yapar. Işınım belli bir bant aralığındadır.Işınımın maksimum olduğu noktadaki dalga boyu ${\displaystyle \lambda _{m}}$ sıcaklık ile ters orantılıdır. T (sıcaklık) ve ${\displaystyle \lambda _{m}}$ ışınımın maksimum olduğu (dalga boyu) ise;

${\displaystyle \lambda _{m}\cdot T=b}$

Bu ilişkide T birimi Kelvin (${\displaystyle K^{0}}$), dalgaboyu (${\displaystyle \lambda }$), birimi metre (m) dir. b katsayısı ise Wien sabiti olarak bilinir;

${\displaystyle b\approx 2.90\cdot 10^{-3}mK^{0}}$

Işınımın maksimum olduğu dalga boyunun sıcaklık ile kısalması kızgın bir nesnenin sıcaklaştıkça farklı renklerde ışınım yapmasını da açıklar.[1]

Örnek

Sıcaklığı 5500⁰K olan bir siyah cisimde ışınımın maksimum olduğu dalga boyu;

${\displaystyle \lambda _{m}={\frac {2.90\cdot 10^{-3}}{5500}}\approx 527\cdot 10^{-9}{\mbox{ m}}=527\mu m}$

(Bu dalga boyu 556.7 THz frekans anlamına gelir ve spektrumun sarı bölgesindedir. )

Astronomide Wien yasası

Yıldızların yüzey sıcaklığı spektral analiz yöntemlerinin yeterince gelişmediği dönemde Wien yasası ile ölçülüyordu. Bunun için yıldız ışığı iki filtreden geçiriliyordu. Filtrelerden biri mavi diğeri sarı ışığa duyarlıydı. İki ışığın şiddeti karşılaştırılıyordu.(Bakınız Renk ölçeği) Mavi ışık ile sarı ışığın oranı ışımanın maksimum olduğu dalga boyunu gösteriyor, bu dalga boyundan hareketle yıldız yüzeyinin sıcaklığı kestiriliyordu.Şayet mavi ışığın şiddeti fazlaysa bu yıldız sıcaklığının yüksek, sarı ışığın şiddeti fazlaysa bu da yıldız yüzey sıcaklığının düşük olduğu anlamına geliyordu.[2]

Kaynakça

1. Hugh D. Young-Roger A. Freedman:University Physics; ISBN 978-0-321-50130-1 sf. 1335
2. Eric Chaisson-Steeve McMillan: Astronomy Today, ISBN 978-1-292-05773-6, sf 455