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흑체의 최대에너지가 복사될 때 이용되는 파장(λ m : μm)과 흑체의… | [대기환경산업기사 필기] 20년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[대기환경산업기사 필기] 20년 2회차

흑체의 최대에너지가 복사될 때 이용되는 파장(λ m : μm)과 흑체의 표면온도(T : 절대온도)와의 관계를 나타내는 다음 복사이론에 관한 법칙은?

λm=a/T\lambda_m = a/T
(단, 비례상수 a : 0.2898 cm·K)

1
알베도의 법칙
2
플랑크의 법칙
3
비인의 변위법칙
4
스테판-볼츠만의 법칙
해설

흑체가 최대 에너지를 복사하는 파장 λm\lambda_m이 표면 절대온도 T에 반비례한다는 관계 λm=a/T\lambda_m = a/T비인(Wien)의 변위법칙이다.

비례상수 a=0.2898cmKa = 0.2898\,\mathrm{cm\cdot K}이므로 온도가 높을수록 최대 복사 파장은 짧은 쪽으로 이동한다. 태양(약 6,000 K)의 복사 극대가 가시광 영역(약 0.5 μm), 지구(약 288 K)의 복사 극대가 적외선 영역(약 10 μm)에 놓이는 이유가 이 식으로 설명된다.

  • 플랑크의 법칙은 온도가 주어졌을 때 파장별 복사에너지의 분포 자체를 기술하는 식이다.
  • 스테판-볼츠만의 법칙은 복사에너지의 총량이 절대온도의 4승에 비례한다는 법칙으로, 파장이 아닌 에너지 양에 관한 것이다.
  • 알베도는 입사 복사에 대한 반사 비율을 뜻하는 개념일 뿐 최대 복사 파장과는 무관하다.

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