הישגו המוכר ביותר הוא החוק הפיזיקלי שניסח ב-1879, המתאר את הקשר בין טמפרטורת גוף שחור (גוף אשר בולע את כל הקרינה המגיעה אליו) לסך כל הקרינה הנפלטת ממנו:
סטפן הסיק חוק זה ממדידות ניסיוניות שנעשו על ידי הפיזיקאי האירי ג'ון טינדל, והוא מדויק עבור גופים שחורים אידאליים, אך מתאר בקירוב טוב גופים רבים. בשנת 1884 פותח גם הסבר תאורטי לחוק זה, על ידי תלמידו של סטפן, לודוויג בולצמן, ולכן הוא מוכר היום כחוק סטפן-בולצמן (החוק הפיזיקלי היחיד שנקרא על שם פיזיקאי סלובני). ההוכחה של בולצמן מתבססת על ניתוח מנוע חום אידאלי שבו אור מספק את האנרגיה.
בעזרת חוק זה, חישב סטפן את טמפרטורת פני השמש, וקיבל ערך של 5430° צלזיוס, שהייתה ההערכה הטובה הראשונה לטמפרטורת השמש.
כיום ניתן להסיק את חוק סטפן-בולצמן מחוק פלאנק של קרינת גוף שחור משנת 1900:
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה