| लेखक | निर्माण की तिथि | VERSION | दस्तावेज़ संख्या |
|---|---|---|---|
| डॉ। जेरार्ड मैक्ग्राघन | 15 मई 2015 | V1.1 | CC11 - 00065 |
प्लैंक लॉ एक निश्चित तापमान पर थर्मल संतुलन में एक काले शरीर द्वारा उत्सर्जित विद्युत चुम्बकीय विकिरण का वर्णन करता है। इसका नाम मैक्स प्लैंक के नाम पर रखा गया है जिसने इसे 1900 में प्रस्तावित किया था।
परिचय
प्लैंक लॉ हमें बताता है कि जैसे ही किसी उत्सर्जक सतह का तापमान बढ़ता है, अधिक से अधिक ऊर्जा को इन्फ्रारेड ऊर्जा के रूप में जारी किया जाएगा। वस्तु का तापमान जितना अधिक होगा, उतनी ही अधिक मात्रा में अवरक्त ऊर्जा का उत्पादन होगा। अधिक तीव्र (पावर) बनने के साथ-साथ उत्सर्जित आवृत्तियाँ व्यापक हो जाती हैं और शिखर वेवलेंथ कम हो जाता है। बहुत उच्च तापमान पर न केवल अवरक्त, बल्कि कुछ छोटे तरंग दैर्ध्य दिखाई देने वाले प्रकाश का भी उत्पादन किया जाएगा। यह पहले एक नीली लाल चमक के रूप में देखा जाता है, फिर नारंगी, पीले और अंत में सफेद रंग में। चित्रा 1 1050 ° C से 50 ° C तक प्लॉट किए गए तापमान की एक सीमा के लिए विशिष्ट प्लैंक वक्र दिखाता है।
1050 ° C से संबंधित लाल वक्र सबसे मजबूत आउटपुट प्रदर्शित करता है। यह उच्चतम बिजली उत्पादन दिखाता है और इसका शिखर 2.5 माइक्रोन के आसपास है। इसके बाद 850 ° C पर वक्र होता है, जहां चरम ऊर्जा 1150 ° C पर उत्पादित उत्पादन के आधे से भी कम होती है। जैसे-जैसे तापमान घटता है, ऊर्जा का स्तर भी गिरता जाता है, और चरम ऊर्जा तरंग दैर्ध्य लंबी तरंगदैर्ध्य में बदल जाती है। 250 ° C, 100 ° C और 50 ° C घटता से सबसे कम तापमान ग्राफ में नहीं देखा जा सकता है।
जब निचले तापमान के वक्रों को देखने के लिए ग्राफ को बड़ा किया जाता है, तो लंबी तरंग दैर्ध्य में यह बदलाव अधिक स्पष्ट होता है। हालाँकि बिजली की तीव्रता काफी कम हो जाती है।
यह चित्र 2 में दिखाया गया है। 250 ° C पर नीले वक्र को 6 माइक्रोन के आस-पास एक अनुमानित शिखर के रूप में देखा जा सकता है, जबकि 100 ° C पर शिखर वेवलेंथ 7.5 माइक्रोन के आसपास होता है। यह भी ध्यान दें कि तरंग दैर्ध्य की सीमा अधिक समान रूप से वितरित की जाती है और उच्च तापमान पर देखी गई संकरी संकीर्ण चोटी को प्रदर्शित नहीं करती है।
यदि हम उसी ग्राफ को फिर से बढ़ाते हैं और केवल निचले तापमान पर ध्यान केंद्रित करते हैं जैसा कि चित्र एक्सएनयूएमएक्स में दिखाया गया है तो हम देखते हैं कि एक्सएनयूएमएक्स डिग्री सेल्सियस और एक्सएनयूएमएक्स डिग्री सेल्सियस के तापमान में क्रमशः एक्सएनयूएमएक्स और एक्सएनएनएक्सएक्स माइक्रोन के शिखर तरंगदैर्ध्य हैं।
चित्रा 4 में दिखाए गए अंतिम ग्राफ में, तापमान के खिलाफ शिखर तरंग दैर्ध्य को दर्शाने वाला एक वक्र दिखाया गया है। यह Wiens Law से लिया गया है। तापमान में गिरावट के साथ शिखर तरंगदैर्ध्य में वृद्धि स्पष्ट रूप से देखी गई है।
सारांश
प्लैंक लॉ एक निश्चित तापमान पर थर्मल संतुलन में एक काले शरीर द्वारा उत्सर्जित विद्युत चुम्बकीय विकिरण का वर्णन करता है। जब विभिन्न हीटर (एमिटर) तापमान के लिए साजिश रची जाती है, तो कानून भविष्यवाणी करता है
- आवृत्तियों की श्रेणी जिसमें अवरक्त हीटिंग ऊर्जा का उत्पादन किया जाएगा
- किसी दिए गए तरंग दैर्ध्य के लिए उत्सर्जक शक्ति
किसी विशेष हीटिंग कार्य के लिए एक अवरक्त एमिटर का चयन करते समय, लक्ष्य सामग्री अवशोषण विशेषताओं का अत्यधिक महत्व होता है। आदर्श रूप से, उत्सर्जित अवरक्त आवृत्तियों और लक्ष्य सामग्री अवशोषण आवृत्तियों को सबसे कुशल गर्मी हस्तांतरण की अनुमति देने के लिए मेल खाना चाहिए। हालांकि जैसा कि पिछले ग्राफ़ से देखा जा सकता है, अब तरंगदैर्घ्य पर, उत्सर्जित ऊर्जा की मात्रा कम उत्सर्जक तापमान के कारण कम होगी, इसलिए आमतौर पर हीटिंग समय अधिक समय लगेगा।
तरंगदैर्घ्य जितना कम होगा, उतने ही अधिक तापमान और उपलब्ध अवरक्त शक्ति तेजी से बढ़ती है।
