อนุภาคแสง
แสง มีคุณสมบัติเป็นได้ทั้ง “คลื่น” และ “อนุภาค” เมื่อเรากล่าวถึงแสงในความเป็นคลื่น เราเรียกว่า “คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า” (Electromagnetic waves) เมื่อเรากล่าวถึงแสงในความเป็นอนุภาค เราเรียกว่า “โฟตอน” (Photon) ซึ่งเป็นอนุภาคที่ไม่มีมวล เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ 300,000,000 เมตร/วินาที โดยไม่ต้องมีสื่อหรือตัวกลาง
กฎของสเตฟาน–โบลทซ์มานน์ (Stefan-Boltzmann’s Law)
ปี ค.ศ.1884: โจเซฟ สเตฟาน (Jožef Stefan) และ ลุดวิก โบลทซ์มานน์ (Ludwig Boltzmann) นักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย ค้นพบว่า ความเข้มของพลังงาน (Energy Flux) แปรผันตามค่ายกกำลังสี่ของอุณหภูมิ มีหน่วยเป็น จูล / ตารางเมตร วินาที หรือ วัตต์ / ตารางเมตร
F = σ T4
F = ความเข้มของพลังงาน มีหน่วยเป็นวัตต์/ตารางเมตร (Wm2)
σ = 5.67 x 10-8 วัตต์/ตารางเมตร K-4 (Wm-2 K-4)
T = อุณหภูมิของวัตถุ มีหน่วยเป็นเคลวิน (K)
ถ้าเราทราบ ความยาวคลื่นเข้มสุดที่ดาวแผ่รังสีออกมา เราก็จะทราบอุณหภูมิพื้นผิวของดาว (ตามกฎของวีน) และเมื่อเราทราบอุณหภูมิพื้นผิวของดาว เราก็สามารถใช้กฎของสเตฟาน-โบลทซ์มานน์ คำนวณว่า พลังงานที่ดาวแผ่ออกมานั้นมีความเข้มเท่าไร ดังตัวอย่างที่ 1
ตัวอย่างที่ 1: พื้นผิวของดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิเฉลี่ย 5,800 K มีความเข้มของพลังงานเท่าไร
F = σ T4
= (5.67 x 10-8 วัตต์ / ตารางเมตร K4) (5800 K)4
= (5.67 x 10-8 วัตต์ / ตารางเมตร) (1.13 x 1015)
= 64,164,532 วัตต์ / ตารางเมตร
