현대 물리 3강 : 레일리 진스의 법칙(Rayleigh-Jeans law)

저번 시간에는 온도와 파장(최대복사에너지 세기를 가지는)의 곱이 일정하다는

 

빈의 변위 법칙에 대해 배웠다.

 

이번에는 레일리 진스의 법칙에 대해 알아보자.

 

다시 한번 이 그래프를 보자.

이 그래프는 과거에 '실험적'으로 그려낸 그래프이다.

 

즉 '이론적'(수식적)으로 나오기에는 시간이 걸렸다.

 

이를 수식적으로 표현하기 위해 노력한 사람 중 한명이 레일리-진스라는 사람이다.

 

레일리 진스는 흑체의 공동의 벽 내에서 가속된 전하들에 의해 생긴 전자기장의 여러 가지

 

진동 모드에 의해 거의 모든 파장의 전자기파가 방출될 수 있다는 것으로 정상파 모드의 각 파장에

 

해당하는 평균 에너지는 등분배 정리에 의해

에 비례한다고 가정하였다. (사실 이 과정이 이해가 안된다면 무시하고 결과 수식만 알아도 좋다)

 

그렇게 해서 나온 결론식은 다음과 같다.

[레일리-진스의 법칙]

그러나 자세히 보면 문제가 한가지 있다.

 

바로 파장(람다)이 0으로 수렴할때 복사에너지( I ) 도 0으로 수렴해야 하는데

 

레일리 진스의 법칙의 경우 파장이 0으로 수렴할때 복사에너지가 무한대로 발산한다.

 

따라서 긴 영역에서는 실험결과 그래프와 어느 정도 일치하지만, 파장이 짧아지면 무한대로 발산하여

 

실험결과와 맞지 않는다.