인간의 눈으로 볼 수 있는 빛이다.
약 380∼750nm의 파장을 가지며, 색깔별 파장을 비교하면 아래와 같다:
보라색 < 파란색 < 초록색 < 노란색 < 주황색 < 빨간색
모든 파장의 빛을 흡수하는 동시에 흡수한 에너지를 모두 복사 에너지로 방출하는 물체이다.
방출하는 복사 에너지의 세기는 빛의 파장에 따라 달라진다.
흑체가 가장 강하게 복사 에너지(최대 복사 에너지)를 방출하는 파장을 λmax, 빈의 변위 상수를 a, 흑체의 표면 온도를 T라 할 때,
λmax=Ta이다. (a=2.898×10−3m⋅K)
흑체가 단위 시간당 단위 면적에서 방출하는 복사 에너지의 세기를 파장에 따라 나타낸 것이다.
빈의 변위 법칙 λmax=Ta에서 λmax가 클수록 T는 감소하므로
최대 복사 에너지를 방출하는 파장이 길수록 흑체의 표면 온도가 낮다.
별은 흑체와 비슷하게 복사하므로 별의 표면 온도가 높을수록 최대 복사 에너지를 방출하는 파장이 짧아진다.
따라서 별은 표면 온도가 높을수록 파장이 짧은 파란색을 띠고, 표면 온도가 낮을수록 파장이 긴 붉은색을 띤다.
그림은 표면 온도가 15000K인 어느 별을 나타낸 것이다.
이 별이 최대 복사 에너지를 방출하는 파장 λmax를 구해 nm 단위로 나타내보자. (단, 빈의 변위 상수는 3×10−3m⋅K이다.)
빈의 변위 상수를 a, 흑체의 표면 온도를 T라 할 때, λmax=Ta이므로
λmax=15000K3×10−3m⋅K,
λmax=200×10−9m,
λmax=200nm이다.
정답: $5$
빈의 변위 법칙 λmax=Ta에서 λmax가 클수록 T는 감소한다.
최대 복사 에너지를 방출하는 파장(λmax)은 A<B<C이므로 표면 온도는 C<B<A이다.
그러므로 TC<TB<TA이다.
따라서 정답은 5번이다.
정답: $1$
빈의 변위 상수를 a, 흑체의 표면 온도를 T라 할 때, λmax=Ta 이므로
λmax=5000K3×10−3m⋅K,
λmax=600×10−9m,
λmax=600nm이다.
그림에서 600nm는 주황색이므로 이 별의 색으로 가장 적절한 것은 주황색이다.
따라서 정답은 1번이다.
