Opgave 10: Planck-kurver

Alle varme genstande udsender elektromagnetisk stråling i hele spektret. Fordelingen af den udsendte stråling på forskellige bølgelængder kan beskrives ved såkaldte „Planck-kurver".

Den udsendte stråling afhænger af genstandens temperatur. Jo højere temperatur, jo mere kortbølget stråling. Således ses af figuren, at en genstand med temperaturen 5.800 K (det kunne være Solen) udsender det meste af sit lys med bølgelængder i det synlige område. Derimod udsender Jorden, som er langt koldere, det meste af sin stråling i mikrobølgeområdet. Denne sammenhæng udtrykkes i Wien forskydningslov:

T · l_max = 2,8978·10^-3 m · K.

Her er l_max den bølgelængde, hvor der udsendes mest elektromagnetisk stråling, og T er genstandens temperatur.

Solens overfladetemperatur er ca. 6.000 K.

1. Ved hvilken bølgelængde udsender Solen det meste af sin energi? Hvilken farve lys er der tale om?

Menneskets normale temperatur er ca. 305 K.

2. Ved hvilken bølgelængde udsender vi mest elektromagnetisk stråling? Kan man se denne stråling?

Figuren i Baggrundsstrålingen og galaksedannelsen viser spekret for den kosmiske baggrundsstråling som funktion af bølgetallet k (= 1/l), hvor l er bølgelængden. Udtrykt ved bølgetallet lyder Wiens forskydningslov således:

 hvor k_max angiver det bølgetal, hvor intensiteten er maximal.

3. Beregn den værdi af kmax, der svarer til den kosmiske baggrundsstrålings temperatur på T = 2,728 K, og sammenlign med figuren i Baggrundsstrålingen og galaksedannelsen