偶看新闻莫华伦唱的怎么样:斯特藩－玻尔兹曼定律与日面温度
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/04/29 13:29:41
斯特藩－玻尔兹曼定律与日面温度
斯特藩-玻尔兹曼定律（Stefan-Boltzmann law），又称斯特藩定律，是热力学中的一个著名定律，其内容为： 一个黑体表面单位面积在单位时间内辐射出的总能量（称为物体的辐射度或能量通量密度）j* 与黑体本身的热力学温度T （又称绝对温度）的四次方成正比，即:
其中辐射度j*具有功率密度的量纲（能量/(时间·距离2)），国际单位制标准单位为焦耳/(秒·平方米)，即瓦特/平方米。绝对温度T 的标准单位是开尔文，
比例系数 σ 称为斯特藩-玻尔兹曼常数或斯特藩常量。它可由自然界其他已知的基本物理常数算得，因此它不是一个基本物理常数。该常数的值为：
所以温度为 100 K 的绝对黑体表面辐射的能量通量密度为5.67 W/m2，1000 K 的黑体为56.7 kW/m2，等等。斯特藩-玻尔兹曼定律是一个典型的幂次定律。
提出斯特藩-玻尔兹曼定律（Stefan-Boltzmann law）后,斯特藩利用它估算了太阳的表面温度。
当时法国人查理·索里特（Charles Soret，1854年–1904年）用实验测得地球上接收到的太阳发出的能量通量密度约为一块加热金属板表面辐射的能量通量密度的29倍。将适当大小的圆形金属版放置在测量仪器前方适当的距离，可以使测量仪器接收到的金属板发出辐射的角度与太阳光照射的角度基本相同。索里特测得金属板的表面温度为
斯特藩猜测太阳照射到地球的能量有 1/3 被地球大气层吸收（当时尚未有关于大气层对电磁辐射的吸收的公认测量数据），所以算得实际接收到的太阳辐射强度应为金属板辐射强度的 29 × 3/2 = 43.5 倍。金属板的表面温度斯特藩取索里特猜测的中间值 1950 °C，即 2200 K。由于 43.5 = 2.574 ，所以根据上面的定律，太阳表面的绝对温度应为金属板表面绝对温度的 2.57 倍，即 5430 °C 或 5700 K （现代精确测量结果为 5780 K）。 这是历史上对日面温度的第一个较精确的测量结果。在此之前人们对日面温度的数值曾经众说纷纭，测量结果从1800 °C 到 13,000,000 °C 都有。通过其他方法测量的日面温度与该结果的吻合验证了本定律的正确性。