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1[7급 국가직 물리학개론] 24년 1회차
절대온도가 T0T_0인 흑체의 복사 스펙트럼이 500 nm 파장에서 가장 큰 세기를 보인다. 이 흑체의 온도를 T0/2T_0/2로 낮추고 복사광을 관찰할 때 결과로 적합하지 않은 것은?
1
복사의 전체 일률은 이전의 1/20 이하가 된다.
2
복사 스펙트럼은 1000 nm 파장에서 최대 세기를 보인다.
3
복사 스펙트럼에서 400 nm 파장 성분의 세기가 감소한다.
4
복사 스펙트럼은 연속 스펙트럼이다.
해설

적합하지 않은 것은 전체 일률이 1/20 이하가 된다는 설명이다.

슈테판-볼츠만 법칙에서 P∝T4P\propto T^4이므로 온도가 절반이면 (12)4=116\left(\dfrac{1}{2}\right)^4=\dfrac{1}{16}로, 1/20보다 크다.

  • 최대 세기 파장 1000 nm: 빈 변위 법칙 λmax⁡T=const\lambda_{\max}T=\mathrm{const}에 따라 온도가 절반이면 파장은 2배가 된다.
  • 400 nm 성분 세기 감소: 플랑크 분포는 온도가 낮아지면 모든 파장에서 세기가 줄어든다.
  • 연속 스펙트럼: 흑체 복사는 온도와 관계없이 연속 스펙트럼이다.

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