Stefan-Boltzmann sabiti

Yunan harfi σ (sigma) ile gösterilen fiziksel bir sabit olan Stefan-Boltzmann sabiti (aynı zamanda Stefan'ın sabiti olarak da bilinir), Stefan-Boltzmann yasasında orantı sabitidir: "Termodinamik sıcaklığın dördüncü kuvvetiyle orantılı olan siyah cismin sıcaklığı arttıkça, tüm dalga boylarına yayılan toplam yoğunluğu da artar" şeklinde açıklanabilmektedir.^[1] Termal radyasyon teorisi, moleküler, atomik ve atom altı seviyelerle ilişki kurmak için fiziği kullanarak kuantum mekaniği teorisini ortaya koyar. Sloven fizikçi Josef Stefan, sabiti 1879'da formüle etti ve daha sonra 1884'te Avusturyalı fizikçi Ludwig Boltzmann tarafından da türetildi. Denklem aynı zamanda Planck yasasından, belirli bir sıcaklıktaki tüm dalga boyları üzerinden küçük bir düz siyah cisim kutusunu temsil edecek şekilde bütünleştirilerek türetilebilir.^[2] "Yayılan termal radyasyon miktarı hızla artar ve radyasyonun ana frekansı sıcaklık arttıkça yükselir".^[3] Stefan-Boltzmann sabiti, ona çarpan tüm ışıyan enerjiyi emen ve yayan bir kara cisim tarafından yayılan ısı miktarını ölçmek için kullanılabilir. Ayrıca, Stefan-Boltzmann sabiti sabit sıcaklıklarda (K) yoğunluk birimine (W⋅m⁻²) dönüştürülmesine de olanak sağlar.

2019'da SI temel birimlerinin yeniden tanımlanmasından bu yana, Stefan – Boltzmann sabiti, deneyde ölçülmek yerine tam olarak verilmiştir. Değer, SI biriminde şu şekildedir:

σ = 5.670374419...×10−8 W⋅m−2⋅K−4.[5]

Cgs birimlerinde Stefan – Boltzmann sabiti şöyledir:

σ ≈ 5,67037441918442945397×10^-5 .

Termokimyada Stefan–Boltzmann sabiti genellikle cal⋅cm⁻²⋅gün⁻¹⋅K⁻⁴ olarak ifade edilmektedir.

σ ≈ 11,7×10^-8 .

ABD geleneksel birimlerinde Stefan–Boltzmann sabiti şöyledir:^[4]

σ ≈ 1,714×10^-9 .

Stefan – Boltzmann sabitinin değeri hem türetilebilir hem de deneysel olarak belirlenebilir; ayrıntılar için Stefan – Boltzmann yasasına bakınız. Boltzmann sabiti cinsinden şu şekilde tanımlanabilir:

$\sigma ={\frac {2\pi ^{5}k_{\rm {B}}^{4}}{15h^{3}c^{2}}}={\frac {\pi ^{2}k_{\rm {B}}^{4}}{60\hbar ^{3}c^{2}}}=5.670\,374\,419...(exact)\,\times 10^{-8}\ {\textrm {J}}{\cdot }{\textrm {m}}^{-2}{\cdot }{\textrm {s}}^{-1}{\cdot }{\textrm {K}}^{-4},$

denklemde:

20 Mayıs 2019'dan önce (2018 CODATA) önerilen CODATA değeri, gaz sabitinin ölçülen değerinden hesaplanmıştır:

\sigma ={\frac {2\pi ^{5}R^{4}}{15h^{3}c^{2}N_{\rm {A}}^{4}}}={\frac {32\pi ^{5}hR^{4}R_{\infty }^{4}}{15A_{\rm {r}}({\rm {e}})^{4}M_{\rm {u}}^{4}c^{6}\alpha ^{8}}},

denklemde:

R, evrensel gaz sabitidir
N _A, Avogadro sabiti
R _∞, Rydberg sabitidir
A _r (e), elektronun "bağıl atomik kütlesi " dir
M _u, molar kütle sabitidir (1 g / mol tanımı gereği)
α, ince yapı sabitidir .

Boyut formülü: M¹T⁻³Θ⁻⁴

İlgili sabit, radyasyon (veya radyasyon yoğunluğu) "a" olarak şöyle gösterilmektedir:^[5]

a={\frac {4\sigma }{c}}=7.5657\times 10^{-15}{\textrm {erg}}{\cdot }{\textrm {cm}}^{-3}{\cdot }{\textrm {K}}^{-4}=7.5657\times 10^{-16}{\textrm {J}}{\cdot }{\textrm {m}}^{-3}{\cdot }{\textrm {K}}^{-4}.

Kaynakça

^ Modern Physics. John Wiley & Sons. 2012. s. 81.
^ Fundamentals of Physics (10th Ed). John Wiley and Sons. 2014. s. 1166.
^ Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei, and Particles (2nd Ed) (PDF). John Wiley & Sons. 1985. 26 Şubat 2014 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi.
^ Heat and Mass Transfer: a Practical Approach, 3rd Ed. Yunus A. Çengel, McGraw Hill, 2007
^ Radiation constant 16 Aralık 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. from ScienceWorld

Wikimedia Commons'ta Stefan–Boltzmann constant ile ilgili çoklu ortam belgeleri bulunur</img>

İlgili Araştırma Makaleleri

Normal dağılım, aynı zamanda Gauss dağılımı veya Gauss tipi dağılım olarak isimlendirilen, birçok alanda pratik uygulaması olan, çok önemli bir sürekli olasılık dağılım ailesidir.

<span class="mw-page-title-main">Kütle çekimi sabiti</span> nesneler arasındaki yerçekimi kuvvetini kütleleri ve mesafeleriyle ilişkilendiren fiziksel sabit

Kütleçekim sabiti MKS sisteminde yaklaşık 6,67x10ˉ¹¹ değerine sahiptir ve de G harfi ile gösterilir.

Olasılık kuramı ve istatistik bilim kollarında, çokdeğişirli normal dağılım veya çokdeğişirli Gauss-tipi dağılım, tek değişirli bir dağılım olan normal dağılımın çoklu değişirli hallere genelleştirilmesidir.

Matematikte, Fourier serileri bir periyodik fonksiyonu basit dalgalı fonksiyonların toplamına çevirir.

<span class="mw-page-title-main">Jeostatik yörünge</span> ekvator üstünde bulunup Dünyanın dönüşünü takip eden yörünge

Jeostatik yörünge ya da Yer sabit yörünge, Dünya’nın çevresinde Dünya ile aynı dönme süresine sahip ve yerden bakılınca uzayda konumu sabit olan yapay uydu için hesaplanan yörünge. Yer sabit yörünge için yer yüzeyinden itibaren yükseklik sınırı 35.786 kilometredir. Bu yörüngede yer alan bir cisim, yerdeki sabit bir gözlemciye gökyüzündeki sabit bir nokta şeklinde görülecektir.

Boşluğun empedansı elektromanyetikte başta anten hesapları olmak üzere çeşitli hesaplarda kullanılan bir sabittir. MKS sisteminde birimi ohm dur. (Ω).Tanımı;

\text{[math]}

Açısal frekans periyodik harekette birim zaman içinde kaç radyan olduğunun ölçüsüdür.

Knudsen sayısı, moleküler ortalama serbest yol ile kabaca ölçülebilir uzunluk skalasının oranını veren boyutsuz sayıdır. Bu uzunluk skalası, örneğin, bir sıvının içinde yer alan bir cismin çapı olabilir. Knudsen sayısı adını Danimarkalı fizikçi Martin Knudsen'e (1871-1949) atfen almıştır.

Matematikte Gauss fonksiyonu, bir fonksiyon biçimidir ve şöyle ifade edilir:

\text{[math]}

Etkin sıcaklık genel olarak bir cismin emisyon eğrisi ya da dalga boyu fonksiyonu, bilinmediği zaman, o cismin sıcaklık değerini tahmin etmek amacıyla kullanılır. Yıldız ya da gezegen gibi bir cismin etkin sıcaklığı, bir kara cismin yaydığı toplam radyasyon enerjisinin bu cismin yaydığı enerjiye eşit olduğu zamanki sıcaklık değeridir.

<span class="mw-page-title-main">Kara cisim ışınımı</span> opak ve fiziksel yansıma gerçekleştirmeyen siyah cisimden yayılan ve sabit tutulan tekdüze ısı

Siyah cisim ışıması içinde elektromanyetik ışıma ya da çevresinde termodinamik dengeyi sağlayan ya da siyah cisim tarafından yayılan ve sabit tutulan tekdüze ısıdır. Işıma çok özel bir spektruma ve sadece cismin sıcaklığına bağlı olan bir yoğunluğa sahiptir. Termal ışıma, birçok sıradan obje tarafından kendiliğinden yayılan bir siyah cisim ışıması sayılabilecek türden bir ışımadır. Tamamen yalıtılmış bir termal denge ortamı siyah cisim ışımasını kapsar ve bir boşluk boyunca kendi duvarını yaratarak yayılır, boşluğun etkisi göz ardı edilebilecek kadar küçüktür. Siyah cisim oda sıcaklığında siyah görünür, yaydığı enerjinin çoğu kızılötesidir ve insan gözü ile fark edilemez. Daha yüksek sıcaklıklarda, siyah cisimlerin özkütleleri artarken renkleri de soluk kırmızıdan kör edecek şekilde parlaklığı olan mavi-beyaza dönüşür. Gezegenler ve yıldızlar kendi sistemleri ve siyah cisimler ile termal dengede olmamalarına rağmen, yaydıkları enerji siyah cisim ışımasına en yakın olaydır. Kara delikler siyah cisim olarak sayılabilirler ve kütlelerine bağlı bir sıcaklıkta siyah cisim ışıması yaptıklarına inanılır . Siyah Cisim terimi, ilk olarak Gustav Kirchhoff tarafından 1860 yılında kullanılmıştır.

Compton dalgaboyu bir parçacığın kuantum mekaniği özelliğidir. Compton dalgaboyu Arthur Compton tarafından elektronların foton saçılması olayı izah edilirken gösterilmiştir. Bir parçacığın Compton dalga boyu; enerjisi parçacığın durgun kütle enerjisine eşit olan fotonun dalgaboyuna eşittir. Parçacığın Compton dalgaboyu ( λ) şuna eşittir:

\text{[math]}

Isıl ışınım maddedeki yüklü parçacıkların ısıl hareketiyle meydana gelmiş elektromanyetik ışınımdır. Isısı mutlak sıfırdan büyük olan her madde ısıl ışınım yayar. Isısı mutlak sıfırdan büyük olan maddelerde atomlar arası çarpışmalar, atomların ya da moleküllerin kinetik enerjisinde değişime neden olur.

Genel görelilikte, Van Stockum tozu Einstein alan denklemlerinin silindirik simetri ekseni etrafında dönen tozun oluşturduğu yer çekimi alanı için kesin sonucudur. Tozun yoğunluğu eksenin uzaklığıyla beraber arttığı için çözüm oldukça yapay olmakla kalmaz, aynı zamanda genel görelilikteki bilinen en basit çözümlerden olmakla beraber aynı zamanda Pedagojik olarak önemli örneklerden biri olarak gösterilir.

Planck yasası belirli bir sıcaklıkta termal denge durumunda bulunan bir kara cisim ışımasının yaydığı elektromanyetik radyasyonu ifade eder. Yasa 1900 yılında Max Planck bu ismi önerdikten sonra isimlendirilmiştir. Planck yasası modern fiziğin ve kuantum teorisinin öncül bir sonucudur.

Stefan Boltzmann yasası bir nesnenin sıcaklığı ile yaptığı ışınım arasındaki ilişkiyi veren bir fizik yasasıdır. Josef Stefan (1835-1893) bu ilişkiyi ortaya koymuş, öğrencisi Ludwig Boltzmann (1844-1906) ise ilişkinin kuramsal temelini oluşturmuştur.

Wiedemann-Franz kanunu, metallerde ısı iletkenliğinin (κ) elektrik iletkenliğine (σ) oranının sıcaklık (T) ile doğru orantılı olduğunu söyleyen kanundur.

\text{[math]}

Parçacık fiziğinde, Fermi etkileşimi beta bozunmasının 1933'te Enrico Fermi tarafından önerilmiş bir açıklamasıdır. Teori, dört fermiyonun birbiriyle direkt etkileştiğini varsayar. Bu etkileşim bir nötronun bir elektron, bir nötrino ve bir protonla doğrudan bağlanmasıyla bir nötronun beta bozunmasını açıklar.

Keşfedilip adlandırılan veya numaralandırılan asteroitlere ilişkin olarak birkaç fiziksel parametre ile yörünge elementleri dışında çok az şey bilinmektedir. Bazı fiziksel özellikleri yalnızca tahmin edilebilmekte, bu nedenle fiziksel veriler bazı genel geçer kabul gören varsayımlar vasıtasıyla belirlenmektedir.

Weber sayısı (We), akışkanlar mekaniği alanında farklı iki akışkan arasındaki ara yüzeylerin bulunduğu akışkan akışlarını analiz ederken sıkça kullanılan bir boyutsuz sayıdır ve özellikle yüksek derecede eğilmiş yüzeylere sahip çok fazlı akışlar için oldukça faydalıdır. Bu sayı, Moritz Weber (1871–1951)'in adıyla anılmaktadır. Bu sayı, akışkanın eylemsizliğinin yüzey gerilimine kıyasla göreceli önemini ölçmek için kullanılan bir parametre olarak düşünülebilir. İnce film akışlarının ve damlacık ile kabarcık oluşumlarının analizinde büyük önem taşır.

Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.