11வது இயற்பியல் : அலகு 8 : வெப்பமும் வெப்ப இயக்கவியலும்

வியனின் இடப்பெயர்ச்சி விதி - வெப்ப மாற்றத்தின் விதிகள்

வியனின் விதிப்படி, ஒரு கரும்பொருள் கதிர்வீச்சினால் உமிழப்படும் பெருமச்செறிவு கொண்ட அலைநீளம் ( λm ) அக்கரும்பொருளின் கெல்வின் வெப்பநிலைக்கு (T) எதிர்விகிதத்தில் இருக்கும்.

வியனின் இடப்பெயர்ச்சி விதி (WIEN'S DISPLACEMENT LAW):

உலகிலுள்ள அனைத்துப்பொருள்களும் கதிர்வீச்சை உமிழ்கின்றன. அக்கதிர்வீச்சுகளின் அலைநீளங்கள் பொருள்களின் கெல்வின் வெப்பநிலையைச் சார்ந்திருக்கும். உமிழப்படும் கதிர்வீச்சுகள் வெவ்வேறு அலைநீளங்களைப் பெற்றிருக்கும். மேலும் அவ்வலைநீளங்களின் செறிவும் (intensity) வெவ்வேறானவை.

இங்கு, b என்பது வியன் மாறிலி. இதன்மதிப்பு 2.898 × 10-3 m K

இதிலிருந்து நாம் அறிந்து கொள்வது என்னவென்றால் பொருளின் கெல்வின் வெப்பநிலை உயரும்போது பெருமச்செறிவு அலைநீளம் ( λm ) மின்காந்த நிறமாலையின் குறைந்த அலைநீளத்தை (பெரும் அதிர்வெண்) நோக்கி இடப்பெயர்ச்சி அடையும். இது படம் (8.13) இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.

மேற்கண்ட வரைபடத்திலிருந்து பெருமச் செறிவு அலைநீளம் λm கெல்வின் வெப்பநிலைக்கு எதிர்விகிதத்தில் இருப்பதை அறியலாம். இவ்வளை கோட்டிற்கு கரும்பொருள் கதிர்வீச்சு வளைகோடு என்று பெயர்.

வியன் விதியும் நமது பார்வையும் :

நமது கண்களால் மின்காந்த நிறமாலையில் உள்ள கண்ணுறு பகுதியை மட்டும் (400 nm முதல் 700 nm வரை) பார்க்கமுடிவதன் காரணம் என்ன?

சூரியனை கிட்டத்தட்ட ஒரு கரும்பொருளாகக் கருதலாம். 0 K வெப்பநிலைக்கு மேல் உள்ள எந்த ஒரு பொருளும் கதிர்வீச்சை உமிழும். எனவே சூரியனும் கதிர்வீச்சை உமிழும். மேலும் அதன் பரப்பு வெப்பநிலை கிட்டத்தட்ட 5700 K. இம்மதிப்பை சமன்பாடு (8.12) இல் பிரதியிடும் போது,

இதுவே பெருமச்செறிவிற்கான அலைநீளம் ஆகும். சூரியனின் பரப்பு வெப்பநிலை தோராயமாக 5700 K என உள்ளதால் அதற்கான கதிர்வீச்சு நிறமாலை நெடுக்கம் 400 nm முதல் 700 nm வரை காணப்படும். இதுவே மின்காந்த நிறமாலையின் கண்ணுரு பகுதியாகும். இதுப்படம் 8.14 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.

மனித இனம் இந்தக் கதிர்வீச்சை உட்கவர்ந்துதான் பரிணாம வளர்ச்சி அடைந்தது. எனவே மனிதக்கண்கள் சூரிய நிறமாலையில் உள்ள கண்ணுரு பகுதியை மட்டுமே உணர முடியும். அகச்சிவப்பு பகுதியையோ அல்லது X கதிர் நிறமாலையையோ உணர முடியாது. நமக்கு அருகில் உள்ள சிரியஸ் (Sirius) (வெப்பநிலை 9940K) என்ற விண்மீன் அருகில் உள்ள கோளில் மனித இனம் தோன்றி இருந்தால் அவர்களின் கண்கள் மின்காந்த நிறமாலையில் உள்ள புற ஊதாக்கதிர்களை உணர முடியும். இதனை சமன்பாடு (8.12) ஐப் பயன்படுத்தி அறிந்து கொள்ளலாம்.

எடுத்துக்காட்டு 8.9

A என்ற கரும்பொருள் ஒன்றின் கதிர்வீச்சுத்திறன் EA மேலும் இது λA என்ற அலைநீளத்திற்கு பெரும் ஆற்றல் கதிர்வீசப்படுகிறது. B என்ற மற்றொரு கரும்பொருளின் கதிர்வீச்சுத்திறன் EB = N EA ; 1/2 λA என்ற அலைநீளத்திற்கு B கரும்பொருளில் இருந்து கதிர் வீசப்படுகிறது எனில் N இன் மதிப்பைக் காண்க?

வியனின் இடப்பெயர்ச்சி விதியிலிருந்து

λmax T = மாறிலி; இது A மற்றும் B என்ற இரண்டு கரும்பொருள்களுக்குப் பொருந்தும்.

ஸ்டெஃபான் - போல்ஸ்ட்மென் விதியிலிருந்து

கரும்பொருள் B, கரும்பொருள் A வை விட குறைந்த அலைநீளத்தையே உமிழும். எனவே கரும்பொருள் A வை விட அதிக ஆற்றல் கொண்ட கதிர்வீச்சை கரும்பொருள் B உமிழும்.

11th Physics : UNIT 8 : Heat and Thermodynamics : Wien’s displacement law - Laws of Heat Transfer in Tamil : 11th Standard TN Tamil Medium School Samacheer Book Back Questions and answers, Important Question with Answer. 11வது இயற்பியல் : அலகு 8 : வெப்பமும் வெப்ப இயக்கவியலும் : வியனின் இடப்பெயர்ச்சி விதி - வெப்ப மாற்றத்தின் விதிகள் - : 11 ஆம் வகுப்பு தமிழ்நாடு பள்ளி சமசீர் புத்தகம் கேள்விகள் மற்றும் பதில்கள்.