Йозеф Стефан

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Йозеф Стефан (нім. Joseph Stefan, 24 травня 1835, Санкт-Пельтен — 7 січня 1893, Вена) — австрійський фізик і математик. Член Австрійської академії наук (1865).

Jozef Stefan.jpg

Біографія[ред.ред. код]

Стефан народився в Санкт-Пельтені в сім'ї етнічних словенців. Закінчив гімназію в Клагенфурті і подумував про вступ до орден бенедиктинців, однак вирішив займатися фізикою та математикою і вступив до Віденського університету, який закінчив у 1857. Згодом викладав в університеті (з 1863 — професор кафедри вищої математики і фізики), був директором Інституту експериментальної фізики (з 1866), ректором університету (1876 — 1877 рр. ), віце-президентом Австрійської академії наук.

Ім'я Стефана носить найбільший дослідний інститут в Словенії.

Зображено на австрійській поштовій марці 1985 року.

Наукова діяльність[ред.ред. код]

Відомий своїми роботами по різних областях фізики — кінетичної теорії газів, теорії теплового випромінювання, оптиці, акустиці, електромагнетизм у та ін. Вивчав дифузію і теплопровідність газів, отримав коефіцієнти теплопровідності багатьох з них. В 1879 у шляхом вимірювання тепловіддачі платинового дроту при різних температурах, встановив пропорційність випромінюваної нею енергії четвертого ступеня абсолютної температури. Використовуючи цю закономірність, вперше дав достовірну оцінку температури поверхні Сонця — близько 6000 градусів. Теоретичне обґрунтування цього закону, відомого як закон Стефана — Больцмана, було дано в 1884 у учнем Стефана Людвігом Больцманом.


Закон Стефана-Больцмана дає залежність енергії випромінювання з одиниці площі поверхні в одиницю часу від ефективної температури тіла, що випромінює. В математиці відомі задача Стефана і зворотна задача Стефана з рухомої кордоном в теорії диференціальних рівнянь з приватними похідними.

Загальний вигляд[ред.ред. код]

Загальна енергія теплового випромінювання визначається як:

,

де  — потужність на одиницю площі поверхні випромінювання, а

 Вт/(м²·К4) — стала Стефана—Больцмана.

Доведення закону[ред.ред. код]

Інтенсивність випромінювання енергії абсолютно чорним тілом в залежності від частоти випромінювання визначається законом Планка як:

де

Потік випромінювання визначається через інтенсивність як . Відповідно, щоб визначити повну енергію випромінену на всіх частотах, потрібно проінтегрувати вираз для потоку випромінювання в межах всіх можливих значень частоти:

де виконано заміну змінної інтегрування й відповідно .

Отриманий інтеграл є табличним й дорівнює , тому:

де є сталою Стефана-Больцмана

Література[ред.ред. код]

Посилання[ред.ред. код]

Шаблон:Нормативний контроль