温度は波長にどのような影響を与えるのでしょうか?

温度は電磁放射の波長と反比例の関係にあります。温度が上昇すると、波長は減少します。これは、黒体の最大発光の波長がその熱力学的温度に反比例するというウィーンの変位則から明らかです。

数学的には、ウィーンの変位則は次のように表現できます。

λmax =b/T

どこ：

λmax は、メートル (m) 単位の最大放射の波長です。

b はウィーンの変位定数、約 2.898×10-3 m⋅K

T はケルビン (K) 単位の熱力学温度です。

例として、異なる温度にある 2 つの物体を考えてみましょう。

オブジェクト 1: 温度 =300 K (室温)

ウィーンの変位則を使用すると、物体 1 の最大発光の波長を計算できます。

λmax =b/T

λmax =(2.898×10-3 m・K)/(300 K)

λmax ≈ 9.66 × 10-6 m

これは、物体 1 が人間の目には見えない電磁スペクトルの赤外領域にピーク波長を持つ放射線を放出していることを意味します。

オブジェクト 2: 温度 =5000 K (ほぼ太陽の表面温度)

オブジェクト 2 の場合:

λmax =b/T

λmax =(2.898×10-3 m・K)/(5000 K)

λmax ≈ 5.796 × 10-7 m

この場合、ピーク発光波長はスペクトルの可視領域にあり、黄白色に相当します。私たちにとって太陽が明るく輝いて見えるのはこのためです。

要約すると、温度が高いほど波長は短くなり、温度が低いほど波長は長くなります。この関係は、天体物理学、熱放射、リモート センシングなどのさまざまな科学分野で重要です。