Законы Стефана—Больцмана и Вина

Закон	Формулировка закона	Формула	Постоянная
Закон Стефана-Больцмана	Энергетическая светимость черного тела пропорциональна четвертой степени его термодинамической температуры		(постоянная Стефана-Больцмана)
Закон смещения Вина	Длина волны , соответствующая максимуму спектральной плотности энергетической светимости черного тела, обратно пропорциональна его термодинамической температуре		(постоянная Вина)

Рис.5.1.4

Экспериментальные кривые подтверждают выводы закона смещения Вина: при увеличении температуры изменяется не только полная энергия излучения, но и сама форма кривой распределения спектральной плотности энергетической светимости. Максимум спектральной плотности при увеличении температуры смещается в сторону более коротких длин волн (или смещение максимума в область больших частот).

Поэтому закон Вина называют законом смещения.

Закон Вина применяется в оптической пирометрии - методе определения температуры по спектру излучения сильно нагретых тел, которые отдалены от наблюдателя. Именно этим методом впервые была определена температура Солнца (для 470нм Т=6160К).

Рис.5.1.5

Успехи термодинамики, позволившие вывести законы Стефана–Больцмана и Вина теоретически, вселяли надежду, что, исходя из термодинамических соображений, удастся получить всю кривую спектрального распределения излучения черного тела r (λ, T). В 1900 году эту проблему пытался решить знаменитый английский физик Д. Релей, который в основу своих рассуждений положил теорему классической статистической механики о равномерном распределении энергии по степеням свободы в состоянии термодинамического равновесия. Эта теорема была применена Релеем к равновесному излучению в полости. Несколько позже эту идею подробно развил Джинс.