Hukum perpindahan Wien menghubungkan suhu suatu benda yang bersinar dengan warna cahaya yang paling kuat yang dipancarkannya. Hal ini menjelaskan mengapa batang besi yang dipanaskan bersinar merah kusam, lalu oranye, lalu putih panas saat semakin panas, dan mengapa para astronom dapat memperkirakan suhu permukaan bintang hanya dengan melihat warnanya.

Bagaimana hukum Wien bekerja

Setiap benda di atas nol mutlak memancarkan energi elektromagnetik pada rentang panjang gelombang, dengan distribusi intensitas dijelaskan oleh hukum Planck. Hukum perpindahan Wien adalah konsekuensi sederhana dari distribusi tersebut: hukum ini mengidentifikasi panjang gelombang tunggal, λ_max, di mana intensitas emisi mencapai puncaknya. Hubungannya adalah λ_max = b/T, dengan b = 2,898×10⁻³ m·K adalah konstanta yang diukur secara empiris dan T adalah suhu absolut benda dalam kelvin.

Karena λ_max dan T berbanding terbalik, menggandakan suhu benda akan mengurangi separuh panjang gelombang puncaknya — menggeser emisi ke arah cahaya yang lebih pendek, lebih biru, dan berenergi lebih tinggi. Kalkulator ini menerapkan hukum dalam dua arah: berdasarkan suhu, ia menemukan panjang gelombang puncak; berdasarkan panjang gelombang puncak atau warna yang diamati, hal ini menentukan suhu.

Masukan dan artinya

Masukan suhu adalah suhu absolut dalam kelvin (K) — bukan Celsius atau Fahrenheit. Kelvin dimulai dari nol mutlak, sehingga harus selalu dimasukkan sebagai bilangan positif. Nilai umumnya berkisar dari beberapa ribu kelvin untuk bintang merah dingin dan filamen pijar hingga puluhan ribu kelvin untuk bintang biru-putih panas.

Masukan panjang gelombang puncak adalah dalam nanometer (nm). Rentang cahaya tampak kira-kira 380 nm (ungu) hingga 750 nm (merah); panjang gelombang yang lebih pendek dari 380 nm adalah ultraviolet, dan yang lebih panjang dari 750 nm adalah inframerah. Tab Spektrum memplot puncak yang dihitung terhadap pita yang terlihat sehingga Anda dapat melihat sekilas apakah emisi puncak suatu objek berada dalam kisaran yang dapat dilihat oleh mata manusia.

Batasan dan kasus tepi

Hukum Wien menggambarkan puncak spektrum benda hitam yang halus dan ideal — bintang nyata dan benda panas merupakan perkiraan yang dekat tetapi bukan benda hitam sempurna, sehingga panjang gelombang puncak yang diukur dapat sedikit berbeda dari prediksi. Hukum ini juga hanya mengidentifikasi di mana emisi paling kuat, bukan kecerahan total objek (yang diatur oleh hukum Stefan-Boltzmann yang terpisah, P = εσAT⁴).

Pada suhu yang sangat tinggi atau sangat rendah, panjang gelombang puncak seluruhnya bergerak di luar pita tampak — menjadi ultraviolet untuk sumber yang sangat panas atau inframerah untuk sumber yang dingin — itulah sebabnya warna puncak sebenarnya suatu objek sering kali tidak terlihat oleh mata telanjang meskipun objek tersebut masih bersinar.