स्टीफन-बोल्ट्जमान नियम, जिसमें स्टीफन-बोल्ट्जमान नियतांक शामिल है, मुख्य रूप से किस प्रकार के पिंडों पर लागू होता है?

व्याख्या:

स्टीफन-बोल्ट्जमान नियम

• स्टीफन-बोल्ट्जमान नियम तापीय विकिरण में एक मौलिक सिद्धांत है जो इसके तापमान के संदर्भ में एक कृष्ण पिंड से विकीर्ण शक्ति का वर्णन करता है। यह नियम भौतिक विज्ञानी जोसेफ स्टीफन के नाम पर है, जिन्होंने 1879 में प्रयोगात्मक रूप से इस नियम को स्थापित किया था, और लुडविग बोल्ट्जमान, जिन्होंने इसे सैद्धांतिक रूप से व्युत्पन्न किया था।
• यह नियम बताता है कि एक कृष्ण पिंड के प्रति इकाई सतह क्षेत्र द्वारा विकीर्ण कुल ऊर्जा कृष्ण पिंड के पूर्ण तापमान की चौथी घात के समानुपाती होती है। इसका अर्थ है कि तापमान में थोड़ी सी भी वृद्धि से उत्सर्जित विकिरण की मात्रा में उल्लेखनीय वृद्धि होती है।

गणितीय व्यंजक: स्टीफन-बोल्ट्जमान नियम को गणितीय रूप से इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:

J = σT⁴

जहाँ:

• J कृष्ण पिंड के प्रति इकाई सतह क्षेत्र द्वारा विकीर्ण कुल शक्ति है।
• σ स्टीफन-बोल्ट्जमान नियतांक है, लगभग 5.67 x 10^-8 W/m²K⁴ के बराबर।
• T केल्विन (K) में कृष्ण पिंड का पूर्ण तापमान है।

विकल्प 2: कृष्ण पिंड

• यह विकल्प सही ढंग से उन पिंडों के प्रकार की पहचान करता है जिन पर स्टीफन-बोल्ट्जमान नियम मुख्य रूप से लागू होता है। एक कृष्ण पिंड एक आदर्श भौतिक पिंड है जो आवृत्ति या आपतन के कोण की परवाह किए बिना सभी आपतित विद्युत चुम्बकीय विकिरण को अवशोषित करता है। इस गुण के कारण, एक कृष्ण पिंड तापीय विकिरण का सबसे अच्छा उत्सर्जक भी है। स्टीफन-बोल्ट्जमान नियम विशेष रूप से कृष्ण पिंडों पर लागू होता है, जो J = σT⁴ सूत्र के अनुसार ऊर्जा का विकिरण करते हैं।