Rayleigh–Jeansov zakon

Usporedba Wienovog zakona razdiobe s Rayleigh-Jeansovim zakonom i Planckovim zakonom, za tijelo temperature 8 mK.

Rayleigh-Jeansov zakon je zakon klasične fizike koji pokušava objasniti gustoću energije zračenja crnog tijela pri danoj temperaturi, služeći se klasičnim argumentima. Izveli su ga John William Strutt Rayleigh i James Hopwood Jeans 1900. godine.

Za valnu dužinu λ glasi:

[math]\displaystyle{ B_\lambda(T) = \frac{2 c k T}{\lambda^4}, }[/math]

gdje je c brzina svjetlosti, k je Boltzmannova konstanta, a T je temperatura u kelvinima. Za frekvenciju ν, izraz je

[math]\displaystyle{ B_\nu(T) = \frac{2 \nu^2 k T}{c^2}. }[/math]

Engleski fizičar Rayleigh izveo je λ⁻⁴ ovisnost Rayleigh–Jeansova zakona temeljem argumenata klasične fizike. Rayleigh i James Jeans su 1905. godine predstavli potpuniji izvod koji je sadržavao konstantu. Rayleigh–Jeansov zakon otkrio je važnu grešku u teorijskoj fizici svog vremena. Zakon je predviđao rezultatnu energiju koja divergira prema beskonačnosti kako se valna dužina primiče nuli, odnosno kako frekvencija teži beskonačnosti.

Rayleigh–Jeansova jednadžba poklopila se s pokusima s visokim valnim dužinama (niske frekvencije), no sasvim se protivi rezultatima dobivenim u pokusima s kratkim valnim dužinama (visoke frekvencije, odnosno u ultraljubičastom području). Pokazalo se da ovo nije zato što se u izvođenju jednadžbe provukla pogreška, nego zbog toga što zakoni klasične fizike ne moge objasniti sve pojave u prirodi, prije svega pojave u mikrosvijetu, i zbog toga promatranja i predviđanja klasične fizike nisu bili u skladu.

Rayleigh-Jeansov zakon nije uspio riješiti problem ultraljubičaste katastrofe, kao ni Wienova aproksimacija nekoliko godina prije, nego tek Max Planck svojim zakonom.

Vidi

• Stefan-Boltzmannov zakon
• Wienov zakon pomaka
• Sakuma-Hattorijeva jednadžba

Vanjske poveznice

• Izvod na HyperPhysics