ثابت

ثابت إزاحة فيين

ثابت إزاحة فين، الذي يربط الطول الموجي للذروة بدرجة الحرارة
القيمة
\(b = 2.897771955 \times 10^{-3}\)metre kelvin
8 مقالات ذات صلة · 2 صيغ

الوصف

ثابت الإزاحة في قانون فين هو عامل التناسب في قانون إزاحة فين، الذي ينص على أن الطول الموجي الذي يشع عنده الجسم الأسود أشد إشعاعًا يتناسب عكسيًا مع درجة حرارته المطلقة. بعبارة أخرى، الأجسام الأكثر حرارة تتوهج بذروة انبعاث عند أطوال موجية أقصر — فالجسم المتوهج باللون الأحمر أبرد من الأبيض المتوهج، والذي هو أبرد من الأزرق-الأبيض. تبلغ قيمة الثابت حوالي 2.898 × 10⁻³ متر·كلفن، وهو يربط الخاصية العيانية لدرجة الحرارة بالتوزيع المجهري للإشعاع الحراري.

التاريخ

اشتق فيلهلم فين قانون الإزاحة في عام 1893، قبل نظرية بلانك الكمومية الكاملة لإشعاع الجسم الأسود. كانت خطوة رئيسية نحو ميكانيكا الكم، وحصل فين على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1911 لأعماله حول الإشعاع الحراري.

كيف يعمل

ينبثق القانون من صيغة بلانك للإشعاع، التي تصف طيف الإشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث من جسم أسود مثالي. بأخذ المشتقة للضيائية الطيفية بالنسبة للطول الموجي ومساواتها بالصفر، نجد الطول الموجي لأقصى انبعاث. هذا الطول الموجي، λ_max، يساوي الثابت مقسومًا على درجة الحرارة T: λ_max = b / T. يختصر الثابت b الثوابت الفيزيائية الأساسية — ثابت بلانك، سرعة الضوء، وثابت بولتزمان — في قيمة عددية واحدة.

في التطبيق

يُستخدم في علم الفلك لتقدير درجة حرارة سطح النجوم من لونها، وفي التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء لمعايرة كاميرات التصوير الحراري.

حقيقة طريفة

يعني الثابت أن نجمًا مثل الشمس، بدرجة حرارة سطحية تبلغ حوالي 5800 كلفن، يبلغ ذروة إشعاعه في الطيف المرئي، بينما الخلفية الكونية الميكروية عند 2.7 كلفن تبلغ ذروتها في منطقة الموجات الدقيقة.

Concept graph →

صيغ

$$\lambda_{\rm max} = \frac{b}{T}$$
The peak wavelength of blackbody radiation is inversely proportional to temperature.
ما في الصيغة
lambda_maxمتغيرWavelength at which blackbody emission is maximum — طول الموجة metre
TمتغيرAbsolute temperature of the blackbody — درجة الحرارة kelvin
bثابتWien's displacement constant, relating peak wavelength to temperature — ثابت إزاحة فيين = 2.897771955e-3 metre kelvin
$$\lambda_{\text{max}} T = b$$
Peak wavelength of blackbody radiation is inversely proportional to temperature.
ما في الصيغة
\lambda_{\text{max}}متغيرWavelength of maximum spectral radiance — طول الموجة metre
TمتغيرAbsolute temperature of the blackbody — درجة الحرارة kelvin
bمتغيرWien's displacement constant — ثابت إزاحة فيين metre kelvin
bثابتWien's displacement constant, relating peak wavelength to temperature — ثابت إزاحة فيين = 2.897771955e-3 metre kelvin

مقالات ذات صلة · 8

حرارة من الفراغ: كيف نلتقط توهج التسارع
في الغرفة، يلامس الهواء الجلد ونشعر بحرارته. لكن إذا انطلق الجسم فجأة بتسارع هائل، فستأتي الحرارة حتى من الفراغ المطلق. هذا ليس خيالًا، بل نتيجة صارمة لنظرية المجال الكمومي: بالنسبة لمراقب يتسارع، يصبح الفراغ حمامًا دافئًا. التأثير الذي تنبأ به ويليام أونرو في عام 1976، ظل حتى الآن بعيدًا عن الملاحظة المباشرة.
الثقوب الدودية بين النظريات: كيف نقارن العوالم الكمومية
لكل نظام كمومي — سواء كان ذرة أو بلورة أو الكون بأسره — مجموعة مسموحة من الطاقات، تشبه درجات سلم. كلما زادت حرارة النظام، زاد ميل الجسيمات لتسلق الدرجات العليا. ابتكر الفيزيائيون طريقة لمقارنة هذين «السلمين» من نظريتين مختلفتين: فقد أدخلوا مسافة بولتزمان-فاسرشتاين — رقمًا يُظهر مدى اختلاف الأطياف الطاقية لعالمين.
إلكترونات العدّاءة تكسر القاعدة
في قناة رفيعة من أشباه الموصلات، لا تتصرف الإلكترونات كأفراد منفردين، بل كحشد في ساعة الذروة. إنها تتصادم مع بعضها البعض بين الحين والآخر، وهذه التصادمات هي التي تحدد مدى سهولة مرور الحرارة والتيار الكهربائي عبر المادة. عادةً، يسير هذان التدفقان جنبًا إلى جنب: فالمادة الجيدة في توصيل الكهرباء تكون جيدة أيضًا في توصيل الحرارة. تُعرف هذه القاعدة بقانون فيدمان-فرانز (Wiedemann-Franz law).
لماذا الفأر أسخن من الفيل
القلب لا يدفع الدم في تيار منتظم، بل بنبضات. كل نبضة هي موجة تجري عبر الشرايين، مثل تموجات على خرطوم مشدود. لفترة طويلة، كان يُعتقد أن معدل الأيض لدى الحيوانات يعتمد فقط على كيفية تفرع الأوعية — مثل الأنابيب في المنزل. لكن الدراسة الجديدة تقلب هذا الرأي: المهم ليس شكل الأنابيب، بل النبض نفسه. تواجه الموجة مقاومة عند كل تفرع، وتختار الطبيعة سُمك الأوعية بحيث تمر الموجة دون فقدان.
المواد2026-04-021 دarXiv:2604.01908سريع
الحرارة تنحرف جانبياً تحت تأثير المغناطيس
إذا دفعت الحرارة عبر قطعة من الكوارتز، فإنها تسير عادةً في خط مستقيم، مثل الماء في أنبوب. ولكن بمجرد تشغيل مجال مغناطيسي، ينحرف التدفق قليلاً إلى الجانب، وكأن الأنبوب فجأة أصبح له فرع جانبي.
الشمس تخالف نفسها
لمدة ثماني سنوات متتالية، تعطي طريقتان مختلفتان لقياس درجة حرارة الهالة الشمسية إجابتين مختلفتين. جهاز واحد — تلسكوب راديوي في نانسي — يرى 600 ألف درجة. أما النهج الآخر — الحساب بناءً على توزع الغاز مع الارتفاع — فيتطلب 1.5 مليون درجة. كلاهما ينظر إلى الإلكترونات نفسها، لكنهما يختلفان بعامل 2.4. الهالة الشمسية هي الطبقة الخارجية الرقيقة من الغلاف الجوي للشمس.
كيف يكشف الحديد أسرار الغاز البارد
مصباح يضيء عبر الضباب، فيتغير لون ضوئه قليلًا. من هذا التغير يمكن معرفة مكونات الضباب. هكذا يدرس الفلكيون الغاز البارد حول مصادر الأشعة السينية: ذرات الحديد في هذا الغاز تمتص وتعاود إصدار الأشعة السينية عند طاقة محددة بدقة — كبصمة الإصبع. لكن للبصمة تفصيل مهم: إذا فقدت الذرة بعض إلكتروناتها، ينزاح الخط.