Yıldız Astrofiziği: Wien Kayma Yasası

Yıldızlar, yaklaşık olarak kara cisim gibi ışıma yaparlar. Kara cisim ışımasını temsil ettiğimiz eğri, daima bir noktada zirve yapar. Yani, herhangi sıcaklıkta bir cisim, en fazla ışımasını, kendine özel bir dalga boyunda yapar. Dalga boyu ile sıcaklık arasındaki bu ilişkiyi, Wien Kayma Yasası olarak aşağıdaki şekilde ifade ediyoruz.

\begin{equation}
\lambda_{\text{max}}.T=0.2898\text{cm.K}
\end{equation}

Bu eşitlik, sıcaklık ile, dalga boyu arasında ters orantılı bir ilişki olduğunu söyler. Bu iki sayının çarpımı, daima bir sabite eşit olmalıdır. Tıpkı frekans ile dalga boyu arasındaki ilişkinin, ışık hızının sabitliğine dayanması gibi. ()

Eğer yerine, cismin yüzey sıcaklığını yazacak olursak, cismin yüzeyinden yapılan ışımanın en çok hangi dalga boyunda gerçekleştiğini bulabiliriz. Fakat hiçbir cisim, tam olarak kara cisim olmadığından ötürü, farklılıklar olabileceğini unutmamak gerek.

Güneş'in yüzey sıcaklığı olan yaklaşık 5780 K değeri için, olmaktadır. Aşağıdaki animasyonda, sıcaklığa bağlı olarak kara cisim ışımasının nasıl değiştiğini ve Wien Kayma Yasası sayesinde maksimum yapan dalga boyunun ne olduğunu bulabilirsiniz.

Sıcaklık arttıkça, ışımanın maksimum yaptığı dalga boyu giderek kısaldığı için, sıcaklığı artan cisimler giderek maviye kayan ışıma yaparlar. Başlangıçta, kırmızının baskın dalga boyu olmasından dolayı cisim kırmızı, ardından diğer renklerin de karışmasıyla, tüm renklerin karışımı olan beyaz, ardından da beyaza eklenen fazla mavilik ile mavi olarak parlayacaktır. Aşağıdaki animasyonda yıldızlarda bu durumun nasıl gerçekleştiğini görebilirsiniz.

Ögetay Kayalı

Kaynaklar
1. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/wien.html
2. http://astro.unl.edu/naap/blackbody/animations/blackbody.swf
3. http://highered.mheducation.com/sites/dl/free/0072482621/220727/Blackbody_Nav.swf

Ögetay Kayalı

Astronom. Özel ilgi alanı teorik kozmoloji, özellikle Einstein'ın görelilik kuramının modifiye edilmesi (modified gravity) üzerine uğraşıyor. Bunların yanında ender bulduğu zaman aralıklarında kafasına esince programlama, 3B modelleme, makineler, tasarım, fotoğrafçılık, resim ve satranç ile de ilgileniyor.

Ögetay Kayalı 120 makale yazdıÖgetay Kayalı tarafından yazılan tüm makaleleri gör