維恩位移定律？英雄聯盟和熱輻射有什麼關係？
在傳熱學中，有一個非常實用的定律叫做維恩位移定律。可能讀者朋友一聽到這個名字，就會想到網路遊戲英雄聯盟中的薇恩和她的回流身法。
其實我們這裡要將的維恩位移定律和遊戲中的薇恩並不一樣。英文名字一個是Wien，另一個是Vayne。維恩位移定律是傳熱學中輻射方面一個著名的定律，用它能夠解釋溫室效應的原因。那麼這個定律究竟是什麼呢？
在傳熱學中，黑體熱輻射有三大基本定律，分別是斯忒藩-玻爾茲曼定律、普朗特定律和蘭貝特定律。斯忒藩-玻爾茲曼定律告訴我們黑體輻射強度與溫度的四次方成正比。蘭貝特定律告訴我們黑體輻射能按空間方向角分布的規律。而普朗克定律光譜輻射力與波長的關係，這也是我們今天要詳細介紹的定律。
對於一個物體，只要組成它的分子在做無規則熱運動，那麼它就會向外輻射能量，這就是熱輻射。熱輻射本質上是一種電磁波，和光，電臺信號一樣，都具有波長。同一個物體，它向外輻射的電磁波包含了各種不同波長的電磁波，並且不同波長的電磁波能量也不同。某一個波長下物體單位時間單位面積輻射出去的能量叫做光譜輻射力。普朗克定律給出了光譜輻射力與波長的關係：
這個公式比較複雜，為此，我們將它用圖像繪製出來。（圖像是一種更加直觀，易於理解的手段）
由圖像可以看出，黑體的光譜輻射力隨著波長的增加，先增大，後減小，存在一個最大值，其對應的波長會隨著溫度的不同而變化。為了探究最大光譜輻射力對應的波長與溫度的關係，可以對普朗克定律兩邊求導得到了：
這個就是維恩位移定律。它告訴我們
他告訴了我們最大光譜輻射力對應的波長與溫度成反比，他們的乘積約等於0.0029。其實，普朗克定律有著特殊的意義，因為它是在能量具有粒子性不連續的前提下得到的這個公式，這與經典物理的觀點是完全相反的。如果讀者對量子力學感興趣，可以搜索訂閱"量子奧秘"，裡面有很多量子力學神奇難以理解的知識。回到我們的傳熱知識，經過討論，我們知道了溫度越低，物體輻射的能量越集中在長波長區間。這是真正理解溫室效應的重要前提。
通常人們對溫室效應的解釋是二氧化碳能夠讓太陽光的熱量透過，卻吸收地球反射的熱量，但是他們往往並不解釋為什麼地球的熱量就不能穿過二氧化碳。這一切，都是因為輻射波長的原因。太陽給地球的熱量是靠輻射傳遞的，地球反射的熱量也是以輻射的方式進行的。太陽表面的溫度大約5500度，這是遠遠高於地球表面溫度的。有維恩位移定律可以知道，太陽輻射的波長比較短，地球輻射的波長比較短。而二氧化碳分子本身是有振動頻率的，它的震動波長較長，因此更容易吸收長波長的紅外線，地球的輻射恰好是長波長的紅外線，這就解釋了為什麼太陽輻射可以穿過二氧化碳而地球輻射卻不能，都是溫度不同而導致的這種差別。同樣，夏天汽車內非常熱也是這種原因。
不知道讀者們看完本篇文章是否對溫室效應有了深的理解呢？如果你喜歡我們的文章不要忘記訂閱關注哦！你的關注就是我們原創的動力！