
维恩位移定律描述的是什么? A. 电磁波的传播速度 B. 电磁波的传播方向 C. 黑体辐射光谱的峰值波长与温度的关系 D. 电磁波的频率与波长关系
维恩位移定律揭示了黑体辐射光谱中能量密度峰值对应的波长(λₘₐₓ)与黑体绝对温度(T)之间的反比关系,其核心公式为λₘₐₓ·T = b(b为维恩位移常数,约2898 μm·K)。这意味着物体温度越高,辐射最强的电磁波波长越短——例如烧红的铁块(约900 K)因峰值波长在红光区域显暗红色,而温度超过10,000 K的天体峰值辐射则进入紫外波段。
该定律由德国物理学家威廉·维恩于1893年提出,最初基于实验数据归纳,后被证明是普朗克黑体辐射定律的直接推论。通过对普朗克公式求导并令导数为零,可推导出峰值波长与温度的定量关系,其中关键无量纲方程的解约为4.965,最终确定维恩常数的精确值。
其应用贯穿多个领域:天文学中,通过测量恒星光谱峰值波长可估算表面温度(如太阳500 nm的绿光峰值对应约5800 K);工程上支撑红外测温仪和热像仪的原理,实现非接触式温度测量;宇宙学中,宇宙微波背景辐射1.06 mm的峰值波长结合该定律,计算出宇宙温度约2.725 K,成为大爆炸理论的关键证据。
答案:C