સ્ટીફન-બોલ્ટ્ઝમેનનો નિયમ લખો અને સમજાવો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) વિકિરણ ઉર્જા માધ્યમની ગેરહાજરીમાં પણ લાંબા અંતર સુધી પ્રસરણ પામી શકે છે.
પરમ તાપમાન $T$ પર રહેલા પદાર્થ દ્વારા ઉત્સર્જિત કુલ વિદ્યુતચુંબકીય ઉર્જા તેના ક્ષેત્રફળ,તેની ઉત્સર્જકતા અને તેના તાપમાન પર આધાર રાખે છે.
આદર્શ કૃષ્ણ પદાર્થ (perfect black body) માંથી એકમ સમયમાં ઉત્સર્જાતી ઉર્જા $(H)$ નીચે મુજબ છે:
$H = A \sigma T^4$ (આદર્શ કૃષ્ણ પદાર્થ માટે)
જ્યાં $A$ એ ક્ષેત્રફળ છે અને $T$ એ પરમ તાપમાન છે.
આ સંબંધ વૈજ્ઞાનિક સ્ટીફન દ્વારા $1879$ માં પ્રાયોગિક રીતે સાબિત કરવામાં આવ્યો હતો અને ત્યારબાદ બોલ્ટ્ઝમેન દ્વારા $1884$ માં સૈદ્ધાંતિક રીતે સાબિત કરવામાં આવ્યો હતો. તેથી,તેને સ્ટીફન-બોલ્ટ્ઝમેનનો નિયમ કહેવામાં આવે છે.
$\sigma$ ને સ્ટીફન-બોલ્ટ્ઝમેન અચળાંક કહેવામાં આવે છે. તેનું $SI$ એકમ મૂલ્ય $5.67 \times 10^{-8} \text{ W m}^{-2} \text{ K}^{-4}$ છે અને પારિમાણિક સૂત્ર $[M^1 L^0 T^{-3} K^{-4}]$ છે.
ઉત્સર્જકતા $(e)$: સમાન પરિસ્થિતિમાં રાખેલી સપાટીની કુલ ઉત્સર્જક શક્તિ અને આદર્શ કૃષ્ણ પદાર્થની સપાટીની કુલ ઉત્સર્જક શક્તિના ગુણોત્તરને તે સપાટીની 'ઉત્સર્જકતા' $(e)$ કહેવામાં આવે છે.
$e = \frac{\text{કુલ ઉત્સર્જક શક્તિ}}{\text{આદર્શ કૃષ્ણ પદાર્થની ઉત્સર્જક શક્તિ}}$. આદર્શ કૃષ્ણ પદાર્થ માટે $e = 1$ હોય છે.
શોષકતા $(a)$: સપાટી પર આપાત થતી વિકિરણ ઉર્જા અને સપાટી દ્વારા શોષાયેલી વિકિરણ ઉર્જાના ગુણોત્તરને તે સપાટીની 'શોષકતા' $(a)$ કહેવામાં આવે છે.
$a = \frac{\text{શોષાયેલી વિકિરણ ઉર્જા}}{\text{આપાત વિકિરણ ઉર્જા}}$. આદર્શ કૃષ્ણ પદાર્થ માટે $a = 1$ હોય છે.
સ્ટીફન-બોલ્ટ્ઝમેનના નિયમ પરથી,આપણે લખી શકીએ:
$H = A e \sigma T^4$ ... $(1)$
જો $T$ તાપમાન ધરાવતો પદાર્થ $T_S$ તાપમાન ધરાવતા વાતાવરણમાં રાખવામાં આવે (જ્યાં $T > T_S$),તો પદાર્થ માટે ઉષ્મા વિકિરણનો ચોખ્ખો દર:
$H = e \sigma A (T^4 - T_S^4)$ ... $(2)$
આદર્શ કૃષ્ણ પદાર્થ માટે,$e = 1$,તેથી $H = \sigma A (T^4 - T_S^4)$.

Explore More

Similar Questions

બે સમાન પ્રકારના નળાકાર ઉત્સર્જકો માટે,તેમની ત્રિજ્યાનો ગુણોત્તર $1:4$ છે અને તેમના તાપમાનનો ગુણોત્તર $2:1$ છે. તેમના દ્વારા ઉત્સર્જાતા ઉષ્માના જથ્થાનો ગુણોત્તર ....... છે. (ધારો કે નળાકાર માટે લંબાઈ ત્રિજ્યાના પ્રમાણમાં છે).

Difficult
View Solution

$r_1$ અને $r_2$ ત્રિજ્યા ધરાવતા સમાન દ્રવ્યના બે ગોળાઓના સપાટીના તાપમાન અનુક્રમે $T_1$ અને $T_2$ છે. જો તેમનો ઉત્સર્જન પાવર (કુલ વિકિરણિત પાવર) સમાન હોય,તો તેમની ત્રિજ્યાનો ગુણોત્તર $r_1/r_2$ શોધો.

Difficult
View Solution

બે કાળા ગોળાઓ $P$ અને $Q$ ની ત્રિજ્યાઓનો ગુણોત્તર $4:3$ છે. મહત્તમ તીવ્રતા ધરાવતા વિકિરણની તરંગલંબાઈઓનો ગુણોત્તર અનુક્રમે $4:5$ છે. $P$ અને $Q$ દ્વારા ઉત્સર્જિત પાવરનો ગુણોત્તર કેટલો હશે?

એક તારાનું સ્પેક્ટ્રલ ઉર્જા વિતરણ સૂર્યના તાપમાન કરતાં બમણા તાપમાને મહત્તમ છે. તારા દ્વારા ઉત્સર્જિત કુલ ઉર્જા કેટલી હશે?

લેમ્પની ફિલામેન્ટનું તાપમાન $2100 \ K$ અને તેનું પૃષ્ઠ ક્ષેત્રફળ $4 \times 10^{-4} \ m^2$ છે. જો ફિલામેન્ટની ઉત્સર્જક્તા $0.453$ હોય,તો લેમ્પનો પાવર ....... $W$ હશે.

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo