सविस्तर स्पष्टीकरण (Detailed Explanation):
अचूक उत्तर: पर्याय (2)
9550 नॅनो मीटर हे योग्य उत्तर आहे.
स्पष्टीकरण आणि महत्त्वाचे मुद्दे:
• खोलीतील तापमानावर (300K) वस्तूद्वारे उत्सर्जित होणाऱ्या औष्णीय प्रारणासाठी महत्त्वपूर्ण योगदान देणारी तरंगलांबी व्हीनच्या विस्थापन नियमाचा (Wien's displacement law) वापर करून निश्चित केली जाते.
• व्हीनचा विस्थापन नियमानुसार: λ_(max) = b / T, येथे:
• λ_(max) म्हणजे कमाल उत्सर्जित तरंगलांबी आहे.
• b म्हणजे व्हीनचा स्थिरांक, सुमारे 2.898 × 10^(-3) m·K.
• T म्हणजे केल्विनमध्ये निरपेक्ष तापमान आहे.
• T = 300K साठी, आपण गणना करतो:
• λ_(max) = (2.898 × 10^(-3)) / 300 = 9.65 × 10^(-6) m.
• नॅनोमीटरमध्ये रूपांतरित केल्यास: λ_(max) = 9550nm.
• म्हणून, 300K वर औष्णीय प्रारणासाठी महत्त्वपूर्ण योगदान देणारी तरंगलांबी 9550nm आहे, जी अवरक्त क्षेत्रात आहे.
पूरक माहिती:
• तापमानामुळे वस्तूच्या पृष्ठभागावरून विद्युत चुंबकीय लहरींच्या उत्सर्जनामुळे औष्णीय प्रारण होते.
• खोलीतील तापमानावर, बहुतेक औष्णीय प्रारण अवरक्त क्षेत्रात उत्सर्जित होते, जे मानवी डोळ्यांना दिसत नाही.
• दृश्यमान वर्णपंक्ती (सुमारे 400nm - 700nm) अशा कमी तापमानावर महत्त्वपूर्ण प्रमाणात उत्सर्जित होत नाही.
• व्हीनचा विस्थापन नियम विविध तापमानांवरील वस्तूंसाठी उत्सर्जनाच्या शिखर तरंगलांबीचे भाकीत करण्यास मदत करतो, ज्यामुळे ते खगोलभौतिकशास्त्र आणि थर्मोग्राफीसारख्या क्षेत्रांमध्ये उपयुक्त बनते.
The correct answer is 9550nm.
Explanation & Key Takeaways:
• The significant contribution wavelength for thermal radiation emitted by a body at room temperature (300K) is determined using Wien's displacement law.
• Wien's displacement law states: λ_max = b / T, where:
• λ_max is the wavelength of maximum emission.
• b is Wien's constant, approximately 2.898 × 10^(-3) m·K.
• T is the absolute temperature in Kelvin.
• For T = 300K, we calculate:
• λ_max = (2.898 × 10^(-3)) / 300 = 9.65 × 10^(-6) m.
• Converting to nanometers: λ_max = 9550nm.
• Thus, the wavelength with significant contribution to thermal radiation at 300K is 9550nm, which lies in the infrared region.
Related Concepts:
• Thermal radiation occurs due to the emission of electromagnetic waves from a body’s surface because of its temperature.
• At room temperature, the majority of thermal radiation is emitted in the infrared region, which is invisible to the human eye.
• The visible spectrum (approximately 400nm - 700nm) is not significantly emitted at such low temperatures.
• Wien's displacement law helps predict the peak wavelength of emission for objects at varying temperatures, making it useful in fields like astrophysics and thermography.