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Física

Calculadora da Lei de Planck (Espectro do Corpo Negro)

Radiância espectral de um corpo negro a qualquer comprimento de onda e temperatura, o pico e a emissão total, com o espectro inteiro desenhado contra uma segunda temperatura.

Resultados

Radiância espectral 26,2385 kW/(sr·m²·nm)
Comprimento de onda do pico 502,0 nm
Radiância espectral no pico 26,2396 kW/(sr·m²·nm)
Em relação ao pico 100,00 %
Potência total emitida por m² (σT⁴) 62,9386 MW/m²
Radiância espectral à temperatura de comparação 0,260268 kW/(sr·m²·nm)
Como varia
Radiância espectralComprimento de onda 100 – 3864. À temperatura: 0,000177968 → 0,152633; Temperatura de comparação: 1,76807e-14 → 0,0562304À temperaturaTemperatura de comparação0102030100020003000Comprimento de onda (nm)

A linha tracejada marca o valor que escreveu.

O que faz esta ferramenta

A fórmula de Max Planck, de 1900, dá a luz emitida por um objeto perfeitamente negro só a partir da temperatura, e foi aí que a física quântica começou: só funciona se a energia vier em pacotes de hν. O pico desloca-se para comprimentos de onda mais curtos à medida que o objeto aquece (lei de Wien) e a área por baixo da curva cresce com a quarta potência da temperatura (Stefan–Boltzmann). O Sol, a cerca de 5772 K, tem o pico perto dos 500 nm; um filamento a 3000 K tem-no no infravermelho, e é por isso que uma lâmpada incandescente transforma quase toda a potência em calor.

Fórmula

B_λ(T) = (2hc² ÷ λ⁵) × 1 ÷ (e^(hc ÷ λkT) − 1) · λ_peak = b ÷ T · M = σT⁴

Variáveis

SímboloSignificadoUnidade
tTemperaturaK
wlComprimento de ondanm
t2Temperatura de comparaçãoK
BRadiância espectralkW/(sr·m²·nm)
PKComprimento de onda do piconm
BPRadiância espectral no picokW/(sr·m²·nm)
RPEm relação ao pico%
MPotência total emitida por m² (σT⁴)MW/m²
B2Radiância espectral à temperatura de comparaçãokW/(sr·m²·nm)

Exemplo resolvido

  • Temperatura5772 K
  • Comprimento de onda500 nm
  • Temperatura de comparação3000 K
  • Radiância espectral26,2385 kW/(sr·m²·nm)
  • Comprimento de onda do pico502,0 nm
  • Radiância espectral no pico26,2396 kW/(sr·m²·nm)
  • Em relação ao pico100,00 %
  • Potência total emitida por m² (σT⁴)62,9386 MW/m²
  • Radiância espectral à temperatura de comparação0,260268 kW/(sr·m²·nm)

Limitações

  • A fórmula assume condições ideais: sem perdas por atrito, sem resistência do ar e sem perdas de rendimento, a não ser que as introduza.
  • Misturar unidades é a causa de erro mais comum. Converta todos os valores para as unidades indicadas ao lado de cada campo antes de calcular.