Gujarati

Spectral Emissive Power and Wien's Displacement Law Questions in Gujarati

Class 11 Physics · 10-2.Heat Transfer · Spectral Emissive Power and Wien's Displacement Law

146+

Questions

Gujarati

Language

100%

With Solutions

Showing 43 of 146 questions in Gujarati

101
MediumMCQ
એક પદાર્થ $O_1$ નો કૃષ્ણ પદાર્થ વર્ણપટ એવો છે કે તેની વિકિરણ તીવ્રતા (એટલે કે એકમ તરંગલંબાઇ અંતરાલ દીઠ તીવ્રતા) $200\,nm$ ની તરંગલંબાઇ પર મહત્તમ છે. બીજા પદાર્થ $O_2$ ની મહત્તમ વિકિરણ તીવ્રતા $600\,nm$ પર છે. સ્ત્રોત $O_1$ દ્વારા એકમ ક્ષેત્રફળ દીઠ ઉત્સર્જિત પાવરનો સ્ત્રોત $O_2$ ના પાવર સાથેનો ગુણોત્તર કેટલો છે?
A
$1:81$
B
$1:9$
C
$9:1$
D
$81:1$

Solution

(D) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ,જે તરંગલંબાઇ $\lambda_{\max}$ પર વિકિરણ તીવ્રતા મહત્તમ હોય છે તે કૃષ્ણ પદાર્થના નિરપેક્ષ તાપમાન $T$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે:
$\lambda_{\max} T = b$ (જ્યાં $b$ એ વીનનો અચળાંક છે).
પદાર્થ $O_1$ માટે: $\lambda_1 = 200\,nm$,તેથી $T_1 = \frac{b}{200}$.
પદાર્થ $O_2$ માટે: $\lambda_2 = 600\,nm$,તેથી $T_2 = \frac{b}{600}$.
સ્ટીફન-બોલ્ટ્ઝમેન નિયમ મુજબ,એકમ ક્ષેત્રફળ દીઠ ઉત્સર્જિત પાવર (ઉત્સર્જક પાવર) $E$ એ નિરપેક્ષ તાપમાનની ચતુર્થ ઘાતના સમપ્રમાણમાં હોય છે:
$E \propto T^4$.
તેથી,$O_1$ દ્વારા એકમ ક્ષેત્રફળ દીઠ ઉત્સર્જિત પાવરનો $O_2$ ના પાવર સાથેનો ગુણોત્તર:
$\frac{E_1}{E_2} = \left( \frac{T_1}{T_2} \right)^4 = \left( \frac{b/200}{b/600} \right)^4 = \left( \frac{600}{200} \right)^4 = (3)^4 = 81$.
આમ,ગુણોત્તર $81:1$ છે.
102
AdvancedMCQ
બે ગોળાકાર પદાર્થો $A$ (ત્રિજ્યા $6 \,cm$) અને $B$ (ત્રિજ્યા $18 \,cm$) અનુક્રમે $T_1$ અને $T_2$ તાપમાને છે. $A$ ના ઉત્સર્જન વર્ણપટમાં મહત્તમ તીવ્રતા $500 \,nm$ પર છે અને $B$ ના ઉત્સર્જન વર્ણપટમાં મહત્તમ તીવ્રતા $1500 \,nm$ પર છે. તેમને કૃષ્ણ પદાર્થો (black bodies) ગણીને,$A$ દ્વારા ઉત્સર્જિત કુલ ઉર્જાના દર અને $B$ દ્વારા ઉત્સર્જિત કુલ ઉર્જાના દરનો ગુણોત્તર શું હશે?
A
$9$
B
$8$
C
$6$
D
$5$

Solution

(A) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ,$\lambda_m T = \text{અચળ}$,તેથી $\lambda_A T_A = \lambda_B T_B$.
આપેલ છે કે $\lambda_A = 500 \,nm$ અને $\lambda_B = 1500 \,nm$,તેથી $500 T_A = 1500 T_B$,જેનો અર્થ છે કે $T_A / T_B = 3$.
કૃષ્ણ પદાર્થ દ્વારા ઉત્સર્જિત કુલ ઉર્જાનો દર $P = \sigma A T^4 = \sigma (4 \pi r^2) T^4$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
તેથી,$A$ અને $B$ દ્વારા ઉત્સર્જિત પાવરનો ગુણોત્તર $\frac{P_A}{P_B} = \left( \frac{r_A}{r_B} \right)^2 \left( \frac{T_A}{T_B} \right)^4$ થશે.
કિંમતો મૂકતા: $\frac{P_A}{P_B} = \left( \frac{6}{18} \right)^2 \times (3)^4 = \left( \frac{1}{3} \right)^2 \times 81 = \frac{1}{9} \times 81 = 9$.
103
MediumMCQ
બે ગોળાકાર તારાઓ $A$ અને $B$ બ્લેકબોડી રેડિયેશન ઉત્સર્જિત કરે છે. $A$ ની ત્રિજ્યા $B$ કરતા $400$ ગણી છે અને $A$ એ $B$ દ્વારા ઉત્સર્જિત પાવર કરતા $10^4$ ગણો પાવર ઉત્સર્જિત કરે છે. તેમની સંબંધિત રેડિયેશન વક્રમાં જે તરંગલંબાઇ $\lambda_A$ અને $\lambda_B$ પર શિખરો (peaks) જોવા મળે છે,તેમનો ગુણોત્તર $(\lambda_A / \lambda_B)$ કેટલો છે?
A
$1$
B
$2$
C
$3$
D
$4$

Solution

(B) સ્ટીફન-બોલ્ટ્ઝમેન નિયમ મુજબ,બ્લેકબોડી દ્વારા ઉત્સર્જિત પાવર $P = \sigma A T^4 = \sigma (4\pi R^2) T^4$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ છે કે $R_A = 400 R_B$ અને $P_A = 10^4 P_B$.
આ કિંમતોને પાવરના ગુણોત્તરના સમીકરણમાં મૂકતા: $\frac{P_A}{P_B} = \left(\frac{R_A}{R_B}\right)^2 \left(\frac{T_A}{T_B}\right)^4$.
$10^4 = (400)^2 \left(\frac{T_A}{T_B}\right)^4$.
$10^4 = 160000 \left(\frac{T_A}{T_B}\right)^4 = 1.6 \times 10^5 \left(\frac{T_A}{T_B}\right)^4$.
$\left(\frac{T_A}{T_B}\right)^4 = \frac{10^4}{1.6 \times 10^5} = \frac{1}{16}$.
ચોથું મૂળ લેતા,$\frac{T_A}{T_B} = \frac{1}{2}$,જેનો અર્થ છે કે $T_B = 2 T_A$.
વીનનો સ્થાનાંતરનો નિયમ મુજબ,$\lambda T = \text{અચળ}$,તેથી $\lambda_A T_A = \lambda_B T_B$.
તેથી,$\frac{\lambda_A}{\lambda_B} = \frac{T_B}{T_A} = 2$.
104
MediumMCQ
એક કૃષ્ણ પદાર્થ $\lambda$ તરંગલંબાઈ પર મહત્તમ ઊર્જાનું ઉત્સર્જન કરે છે અને તેની ઉત્સર્જન શક્તિ $E$ છે. હવે,તે પદાર્થના તાપમાનમાં ફેરફાર થવાને કારણે,તે $\frac{2\lambda}{3}$ તરંગલંબાઈ પર મહત્તમ ઊર્જાનું ઉત્સર્જન કરે છે. તે નવા તાપમાને ઉત્સર્જન શક્તિ કેટલી હશે?
A
$\frac{81}{16} E$
B
$\frac{27}{32} E$
C
$\frac{18}{10} E$
D
$\frac{9}{4} E$

Solution

(A) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ,$\lambda_{\max} T = b$ (અચળાંક),જેનો અર્થ છે કે $T \propto \frac{1}{\lambda}$.
સ્ટીફન-બોલ્ટ્ઝમેનના નિયમ મુજબ,ઉત્સર્જન શક્તિ $E$ (અથવા એકમ ક્ષેત્રફળ દીઠ ઉત્સર્જિત પાવર) $E = \sigma T^4$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
સ્ટીફન-બોલ્ટ્ઝમેનના નિયમમાં $T \propto \frac{1}{\lambda}$ મૂકતા,આપણને $E \propto \left(\frac{1}{\lambda}\right)^4$ અથવા $E \propto \lambda^{-4}$ મળે છે.
ધારો કે પ્રારંભિક સ્થિતિ $(\lambda_1, E_1)$ છે અને અંતિમ સ્થિતિ $(\lambda_2, E_2)$ છે.
આપેલ છે કે $\lambda_1 = \lambda$ અને $\lambda_2 = \frac{2\lambda}{3}$.
તેથી,$\frac{E_2}{E_1} = \left(\frac{\lambda_1}{\lambda_2}\right)^4 = \left(\frac{\lambda}{\frac{2\lambda}{3}}\right)^4 = \left(\frac{3}{2}\right)^4 = \frac{81}{16}$.
આમ,$E_2 = \frac{81}{16} E$.
105
EasyMCQ
નીચેનો આલેખ કૃષ્ણ પદાર્થ (black body) માટે વિકિરણ પાવર વિરુદ્ધ તરંગલંબાઈ દર્શાવે છે. વક્ર હેઠળનું ક્ષેત્રફળ શું દર્શાવે છે?
Question diagram
A
પદાર્થ દ્વારા ઉત્સર્જિત મહત્તમ તરંગલંબાઈ.
B
પદાર્થ દ્વારા ઉત્સર્જિત ન્યૂનતમ તરંગલંબાઈ.
C
કોઈ ચોક્કસ તરંગલંબાઈ પર કૃષ્ણ પદાર્થ દ્વારા એકમ સમયમાં ઉત્સર્જિત કુલ ઉર્જા.
D
બધી જ તરંગલંબાઈઓ પર કૃષ્ણ પદાર્થ દ્વારા એકમ સમયમાં અને એકમ ક્ષેત્રફળ દીઠ ઉત્સર્જિત કુલ ઉર્જા.

Solution

(D) આલેખ y-અક્ષ પર વર્ણપટ ઉત્સર્જક પાવર $(E_{\lambda})$ અને x-અક્ષ પર તરંગલંબાઈ $(\lambda)$ દર્શાવે છે.
વક્ર હેઠળનું ક્ષેત્રફળ સંકલન $\int_{0}^{\infty} E_{\lambda} d\lambda$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
વર્ણપટ ઉત્સર્જક પાવરની વ્યાખ્યા મુજબ,આ સંકલન તમામ શક્ય તરંગલંબાઈઓ પર કૃષ્ણ પદાર્થના એકમ પૃષ્ઠફળ દીઠ એકમ સમયમાં ઉત્સર્જિત કુલ વિકિરણ ઉર્જા દર્શાવે છે.
આ સ્ટેફન-બોલ્ટ્ઝમેન નિયમ સાથે સુસંગત છે,જે જણાવે છે કે એકમ ક્ષેત્રફળ દીઠ ઉત્સર્જિત કુલ પાવર એ નિરપેક્ષ તાપમાનના ચતુર્થ ઘાત $(E = \sigma T^4)$ ના પ્રમાણમાં હોય છે.
106
MediumMCQ
કૃષ્ણ પદાર્થો $A$ અને $B$ એ $4 \mu m$ ના તરંગલંબાઈના તફાવત સાથે મહત્તમ ઉર્જાનું ઉત્સર્જન કરે છે. પદાર્થ $A$ નું નિરપેક્ષ તાપમાન $B$ કરતા $3$ ગણું છે. જે તરંગલંબાઈ પર પદાર્થ $B$ મહત્તમ ઉર્જાનું ઉત્સર્જન કરે છે તે શોધો. ($\mu m$ માં)
A
$4$
B
$6$
C
$2$
D
$8$

Solution

(B) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ,જે તરંગલંબાઈ $\lambda_m$ પર કૃષ્ણ પદાર્થ મહત્તમ ઉર્જાનું ઉત્સર્જન કરે છે તે તેના નિરપેક્ષ તાપમાન $T$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે,એટલે કે $\lambda_m T = b$ (અચળાંક).
ધારો કે $\lambda_A$ અને $\lambda_B$ એ પદાર્થ $A$ અને $B$ માટે મહત્તમ ઉત્સર્જનની તરંગલંબાઈ છે,અને $T_A$ અને $T_B$ તેમના તાપમાન છે.
આપેલ છે: $T_A = 3T_B$.
વીનના નિયમ પરથી: $\lambda_A T_A = \lambda_B T_B$.
$T_A$ ની કિંમત મૂકતા: $\lambda_A (3T_B) = \lambda_B T_B$,જેનો અર્થ છે કે $\lambda_B = 3\lambda_A$.
તરંગલંબાઈનો તફાવત આપેલ છે: $\lambda_B - \lambda_A = 4 \mu m$.
$\lambda_B = 3\lambda_A$ મૂકતા: $3\lambda_A - \lambda_A = 4 \mu m$,તેથી $2\lambda_A = 4 \mu m$,જે $\lambda_A = 2 \mu m$ આપે છે.
તેથી,$\lambda_B = 3 \times 2 \mu m = 6 \mu m$.
107
EasyMCQ
એક કૃષ્ણ પદાર્થ (black body) $T \ K$ તાપમાને $\lambda$ તરંગલંબાઈ પર મહત્તમ તીવ્રતાનું વિકિરણ ઉત્સર્જિત કરે છે. $1.5 \ T \ K$ તાપમાને તેની અનુરૂપ તરંગલંબાઈ કેટલી હશે?
A
$\frac{2 \lambda}{3}$
B
$\frac{4 \lambda}{3}$
C
$\frac{16 \lambda}{81}$
D
$\frac{81 \lambda}{16}$

Solution

(A) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ (Wien's Displacement Law) મુજબ,કૃષ્ણ પદાર્થ દ્વારા ઉત્સર્જિત વિકિરણની મહત્તમ તીવ્રતાને અનુરૂપ તરંગલંબાઈ $\lambda_m$ તેના નિરપેક્ષ તાપમાન $T$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
ગાણિતિક રીતે,$\lambda_m T = \text{અચળ}$,અથવા $\lambda_1 T_1 = \lambda_2 T_2$.
આપેલ છે: $\lambda_1 = \lambda$,$T_1 = T$,અને $T_2 = 1.5 \ T = \frac{3}{2} \ T$.
આ કિંમતોને સમીકરણમાં મૂકતા:
$\lambda \cdot T = \lambda_2 \cdot (1.5 \ T)$
$\lambda_2 = \frac{\lambda \cdot T}{1.5 \ T} = \frac{\lambda}{1.5} = \frac{\lambda}{3/2} = \frac{2 \lambda}{3}$.
તેથી,નવી તરંગલંબાઈ $\frac{2 \lambda}{3}$ થશે.
108
EasyMCQ
એક કૃષ્ણ પદાર્થ (black body) માટે $2000 \ K$ તાપમાને મહત્તમ તરંગલંબાઈ $\lambda_{m}$ છે. તો $3000 \ K$ તાપમાને તેની મહત્તમ તરંગલંબાઈ કેટલી હશે?
A
$\frac{3}{2} \lambda_{m}$
B
$\frac{16}{81} \lambda_{m}$
C
$\frac{81}{16} \lambda_{m}$
D
$\frac{2}{3} \lambda_{m}$

Solution

(D) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ (Wien's displacement law) મુજબ,તાપમાન $T$ અને મહત્તમ વર્ણપટ ઉત્સર્જન શક્તિને અનુરૂપ તરંગલંબાઈ $\lambda_{m}$ નો ગુણાકાર અચળ રહે છે.
$\lambda_{m} T = b$ (અચળ)
આપેલ છે:
$T_1 = 2000 \ K$
$T_2 = 3000 \ K$
ધારો કે $T_2$ તાપમાને તરંગલંબાઈ $\lambda'_{m}$ છે.
તેથી,$\lambda_{m} T_1 = \lambda'_{m} T_2$
$\lambda'_{m} = \lambda_{m} \times \frac{T_1}{T_2}$
$\lambda'_{m} = \lambda_{m} \times \frac{2000}{3000}$
$\lambda'_{m} = \frac{2}{3} \lambda_{m}$
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.
109
MediumMCQ
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ,જે આવૃત્તિ ' $\nu_m$ ' માટે કૃષ્ણ પદાર્થ (black body) દ્વારા ઉત્સર્જિત ઊર્જા મહત્તમ હોય છે,તે પદાર્થના તાપમાન ' $T$ ' સાથે વક્ર ' $A$ ',' $B$ ',' $C$ ' અને ' $D$ ' દ્વારા બદલાઈ શકે છે. આમાંથી કયું સાચો ફેરફાર દર્શાવે છે?
Question diagram
A
સીધી રેખા $D$
B
વક્ર $C$
C
સીધી રેખા $B$
D
વક્ર $A$

Solution

(C) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ (Wien's displacement law) મુજબ,મહત્તમ ઊર્જા ઉત્સર્જનને અનુરૂપ તરંગલંબાઈ $\lambda_m$ એ કૃષ્ણ પદાર્થના નિરપેક્ષ તાપમાન $T$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે:
$\lambda_m \propto \frac{1}{T}$
આવૃત્તિ $\nu_m$ એ તરંગલંબાઈ સાથે $\nu_m = \frac{c}{\lambda_m}$ સંબંધ દ્વારા જોડાયેલ છે,જ્યાં $c$ એ પ્રકાશની ઝડપ છે,તેથી આપણે $\lambda_m = \frac{c}{\nu_m}$ ને પ્રમાણભૂત સંબંધમાં મૂકી શકીએ:
$\frac{c}{\nu_m} \propto \frac{1}{T}$
$\nu_m \propto T$
આ દર્શાવે છે કે આવૃત્તિ $\nu_m$ એ તાપમાન $T$ ના સમપ્રમાણમાં છે. બે ચલ વચ્ચેનો સીધો સંબંધ ઉગમબિંદુમાંથી પસાર થતી સીધી રેખા દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે. આપેલી આકૃતિમાં,સીધી રેખા $B$ આ રેખીય સંબંધ દર્શાવે છે.
110
MediumMCQ
એક કૃષ્ણ પદાર્થ (black body) $P$ પાવરનું ઉત્સર્જન કરે છે અને તેના દ્વારા મહત્તમ ઉર્જા $\lambda_0$ તરંગલંબાઇ પર ઉત્સર્જિત થાય છે. હવે કૃષ્ણ પદાર્થનું તાપમાન એવી રીતે બદલવામાં આવે છે કે તે $\frac{\lambda_0}{4}$ તરંગલંબાઇ પર મહત્તમ ઉર્જા ઉત્સર્જિત કરે છે. નવા તાપમાને તેના દ્વારા ઉત્સર્જિત પાવર કેટલો હશે ($P$ માં)?
A
$64$
B
$256$
C
$4$
D
$16$

Solution

(B) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ,$\lambda_{\text{max}} T = \text{અચળ}$.
તેથી,$\frac{T_1}{T_2} = \frac{\lambda_{\text{max}2}}{\lambda_{\text{max}1}} = \frac{\lambda_0 / 4}{\lambda_0} = \frac{1}{4}$,જે સૂચવે છે કે $T_2 = 4T_1$.
સ્ટીફન-બોલ્ટ્ઝમેન નિયમ મુજબ,કૃષ્ણ પદાર્થ દ્વારા ઉત્સર્જિત પાવર $P = \sigma A T^4$ છે.
તેથી,ઉત્સર્જિત પાવરનો ગુણોત્તર $\frac{P_2}{P_1} = \left(\frac{T_2}{T_1}\right)^4$ થાય.
કિંમતો મૂકતા,$\frac{P_2}{P_1} = (4)^4 = 256$.
આમ,નવો ઉત્સર્જિત પાવર $P_2 = 256 P$ થશે.
111
MediumMCQ
સામાન્ય પદાર્થો $P$ અને $Q$ એ $3 \mu m$ ના તરંગલંબાઈના તફાવત સાથે મહત્તમ ઉર્જાનું ઉત્સર્જન કરે છે. પદાર્થ $P$ નું નિરપેક્ષ તાપમાન $Q$ કરતા ચાર ગણું છે. જે તરંગલંબાઈ પર પદાર્થ $Q$ મહત્તમ ઉર્જાનું ઉત્સર્જન કરે છે તે શોધો. ($\mu m$ માં)
A
$2$
B
$4$
C
$6$
D
$8$

Solution

(B) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ,જે તરંગલંબાઈ $\lambda_m$ પર પદાર્થ મહત્તમ ઉર્જાનું ઉત્સર્જન કરે છે તે તેના નિરપેક્ષ તાપમાન $T$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે,જે $\lambda_m T = b$ (જ્યાં $b$ એ વીનનો અચળાંક છે) દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
પદાર્થ $P$ અને $Q$ માટે,આપણી પાસે $\lambda_P T_P = \lambda_Q T_Q$ છે.
આપેલ છે કે $T_P = 4 T_Q$,આ કિંમત સમીકરણમાં મૂકતા:
$\lambda_P (4 T_Q) = \lambda_Q T_Q \implies \lambda_Q = 4 \lambda_P$ (સમીકરણ $1$).
આપણને તરંગલંબાઈનો તફાવત $\lambda_Q - \lambda_P = 3 \mu m$ આપેલ છે (સમીકરણ $2$).
સમીકરણ $1$ ને સમીકરણ $2$ માં મૂકતા:
$4 \lambda_P - \lambda_P = 3 \mu m$
$3 \lambda_P = 3 \mu m$
$\lambda_P = 1 \mu m$.
હવે,સમીકરણ $1$ નો ઉપયોગ કરીને $\lambda_Q$ શોધતા:
$\lambda_Q = 4 \times 1 \mu m = 4 \mu m$.
112
DifficultMCQ
કાળી તકતીઓ $x, y$ અને $z$ ની ત્રિજ્યા અનુક્રમે $1 \ m, 2 \ m$ અને $3 \ m$ છે. મહત્તમ તીવ્રતાને અનુરૂપ તરંગલંબાઇ અનુક્રમે $200 \ nm, 300 \ nm$ અને $400 \ nm$ છે. ઉત્સર્જક પાવર $E_{x}, E_{y}$ અને $E_{z}$ વચ્ચેનો સંબંધ શું છે?
A
$E_{x} > E_{y} > E_{z}$
B
$E_{x} < E_{y} < E_{z}$
C
$E_{x} = E_{y} = E_{z}$
D
$E_{y} > E_{x} < E_{z}$

Solution

(A) કૃષ્ણ પદાર્થનો ઉત્સર્જક પાવર $E$ એ સ્ટેફન-બોલ્ટ્ઝમેન નિયમ દ્વારા આપવામાં આવે છે: $E = \sigma T^4$. જોકે,સપાટી દ્વારા ઉત્સર્જિત કુલ પાવર $P = A \sigma T^4$ છે.
$P \propto A T^4$.
$A = \pi R^2$ હોવાથી,$A \propto R^2$.
આપેલ ત્રિજ્યા $R_x = 1 \ m, R_y = 2 \ m, R_z = 3 \ m$ માટે,ક્ષેત્રફળનો ગુણોત્તર $A_x : A_y : A_z = 1^2 : 2^2 : 3^2 = 1 : 4 : 9$ છે.
વિનનો સ્થાનાંતરનો નિયમ $\lambda_{max} T = b$ (અચળ) મુજબ,$T \propto \frac{1}{\lambda_{max}}$.
આપેલ $\lambda_{max,x} = 200 \ nm, \lambda_{max,y} = 300 \ nm, \lambda_{max,z} = 400 \ nm$ માટે,તાપમાનનો ગુણોત્તર $T_x : T_y : T_z = \frac{1}{200} : \frac{1}{300} : \frac{1}{400} = 6 : 4 : 3$ છે.
હવે,$P \propto A T^4$ ની ગણતરી કરતા:
$x$ માટે: $P_x \propto 1 \times (6)^4 = 1296$.
$y$ માટે: $P_y \propto 4 \times (4)^4 = 1024$.
$z$ માટે: $P_z \propto 9 \times (3)^4 = 729$.
આમ,$P_x > P_y > P_z$,જે સૂચવે છે કે $E_x > E_y > E_z$.
113
MediumMCQ
એક કૃષ્ણ પદાર્થ (black body) $\lambda$ તરંગલંબાઈ પર મહત્તમ ઉર્જાનું ઉત્સર્જન કરે છે અને તેની ઉત્સર્જન શક્તિ $E$ છે. હવે,તે પદાર્થના તાપમાનમાં ફેરફાર થવાને કારણે,તે $\frac{2 \lambda}{3}$ તરંગલંબાઈ પર મહત્તમ ઉર્જાનું ઉત્સર્જન કરે છે. તે તાપમાને ઉત્સર્જન શક્તિ કેટલી હશે?
A
$\frac{51 E}{8}$
B
$\frac{81 E}{16}$
C
$\frac{61 E}{27}$
D
$\frac{71 E}{19}$

Solution

(B) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ,$\lambda_{\max} T = b$,જ્યાં $b$ એ વીનનો અચળાંક છે. તેથી,$T = \frac{b}{\lambda_{\max}}$.
સ્ટીફન-બોલ્ટ્ઝમેન નિયમ મુજબ,કૃષ્ણ પદાર્થની કુલ ઉત્સર્જન શક્તિ $E$ તેના નિરપેક્ષ તાપમાનના ચતુર્થ ઘાતને સમપ્રમાણમાં હોય છે: $E = \sigma T^4$.
$T$ માટેનું સૂત્ર મૂકતા,આપણને મળે છે $E = \sigma \left( \frac{b}{\lambda_{\max}} \right)^4$.
ધારો કે પ્રારંભિક તરંગલંબાઈ $\lambda_1 = \lambda$ છે અને અંતિમ તરંગલંબાઈ $\lambda_2 = \frac{2 \lambda}{3}$ છે.
કારણ કે $E \propto \frac{1}{\lambda_{\max}^4}$,આપણે ઉત્સર્જન શક્તિનો ગુણોત્તર આ રીતે લખી શકીએ:
$\frac{E'}{E} = \left( \frac{\lambda_1}{\lambda_2} \right)^4$.
કિંમતો મૂકતા: $\frac{E'}{E} = \left( \frac{\lambda}{\frac{2 \lambda}{3}} \right)^4 = \left( \frac{3}{2} \right)^4$.
કિંમતની ગણતરી કરતા: $\frac{E'}{E} = \frac{81}{16}$.
તેથી,નવી ઉત્સર્જન શક્તિ $E' = \frac{81}{16} E$ થશે.
114
EasyMCQ
એક સંપૂર્ણ કૃષ્ણ પદાર્થ (perfectly black body) માટે,મહત્તમ તીવ્રતા ધરાવતા વિકિરણની આવૃત્તિ $(v_m)$ અને નિરપેક્ષ તાપમાન $T$ વચ્ચે આલેખ દોરવામાં આવે છે. નીચેનામાંથી કયો આલેખ સાચો છે?
Question diagram
A
$C$
B
$A$
C
$D$
D
$B$

Solution

(D) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ (Wien's displacement law) મુજબ,$\lambda_m T = b$,જ્યાં $b$ એ વીનનો અચળાંક છે.
જો $v_m$ એ તરંગલંબાઇ $\lambda_m$ ને અનુરૂપ આવૃત્તિ હોય,તો $\lambda_m = \frac{c}{v_m}$ થાય.
આ કિંમત સ્થાનાંતરના નિયમમાં મૂકતા,આપણને $\left(\frac{c}{v_m}\right) T = b$ મળે છે.
પદોને ફરીથી ગોઠવતા,$v_m = \left(\frac{c}{b}\right) T$ મળે છે.
અહીં $c$ (પ્રકાશની ઝડપ) અને $b$ (વીનનો અચળાંક) અચળ હોવાથી,$v_m \propto T$ થાય.
આ ઉગમબિંદુમાંથી પસાર થતો રેખીય સંબંધ દર્શાવે છે,જે આલેખમાં $B$ રેખા દ્વારા દર્શાવેલ છે.
તેથી,વિકલ્પ $D$ સાચો જવાબ છે.
115
EasyMCQ
તાપમાન $T$ પર એકમ તરંગલંબાઇ દીઠ વિકિરણ ઉર્જા ઘનતા તરંગલંબાઇ $\lambda_0$ પર મહત્તમ છે. તાપમાન $2T$ પર,તે કઈ તરંગલંબાઇ પર મહત્તમ હશે?
A
$\frac{\lambda_0}{4}$
B
$2 \lambda_0$
C
$4 \lambda_0$
D
$\frac{\lambda_0}{2}$

Solution

(D) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ,જે તરંગલંબાઇ પર વિકિરણ ઉર્જા ઘનતા મહત્તમ હોય $(\lambda_m)$ અને નિરપેક્ષ તાપમાન $(T)$ નો ગુણાકાર અચળ રહે છે.
$\lambda_m T = \text{constant}$
આપેલ છે કે તાપમાન $T$ પર,મહત્તમ મૂલ્ય $\lambda_0$ પર છે,તેથી:
$\lambda_0 T = \lambda' T'$
અહીં,$T' = 2T$. આ કિંમત સમીકરણમાં મૂકતા:
$\lambda_0 T = \lambda' (2T)$
$\lambda' = \frac{\lambda_0 T}{2T} = \frac{\lambda_0}{2}$
તેથી,તાપમાન $2T$ પર,મહત્તમ ઉર્જા ઘનતા $\frac{\lambda_0}{2}$ તરંગલંબાઇ પર જોવા મળશે.
116
MediumMCQ
જો કૃષ્ણ પદાર્થ (black body) નું તાપમાન બમણું કરવામાં આવે,તો જે આવૃત્તિએ વર્ણપટની તીવ્રતા મહત્તમ બને છે તે કેટલી થશે?
A
અપરિવર્તિત
B
ચાર ગણી
C
બમણી
D
અડધી

Solution

(C) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ,મહત્તમ વર્ણપટની તીવ્રતાને અનુરૂપ તરંગલંબાઈ $\lambda_m$ એ નિરપેક્ષ તાપમાન $T$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે:
$\lambda_m \propto \frac{1}{T}$
આવૃત્તિ $f$ અને તરંગલંબાઈ $\lambda$ વચ્ચેનો સંબંધ $f = \frac{c}{\lambda}$ છે,જ્યાં $c$ એ પ્રકાશની ગતિ છે,તેથી $\lambda \propto \frac{1}{f}$.
આ કિંમત વીનના નિયમમાં મૂકતા:
$\frac{1}{f} \propto \frac{1}{T} \Rightarrow f \propto T$
તેથી,જો તાપમાન $T$ બમણું કરવામાં આવે,તો જે આવૃત્તિએ વર્ણપટની તીવ્રતા મહત્તમ બને છે તે આવૃત્તિ $f$ પણ બમણી થશે.
117
DifficultMCQ
ત્રણ કાળા ડિસ્ક $x, y, z$ ની ત્રિજ્યા અનુક્રમે $1 \ m, 2 \ m$ અને $3 \ m$ છે. મહત્તમ તીવ્રતાને અનુરૂપ તરંગલંબાઈ અનુક્રમે $200 \ nm, 300 \ nm$ અને $400 \ nm$ છે. ઉત્સર્જક પાવર $E_x, E_y$ અને $E_z$ વચ્ચેનો સંબંધ શું છે?
A
$E_x$ મહત્તમ છે
B
$E_y$ મહત્તમ છે
C
$E_z$ મહત્તમ છે
D
$E_x = E_y = E_z$

Solution

(A) સ્ટીફન-બોલ્ટ્ઝમેન નિયમ મુજબ,કૃષ્ણ પદાર્થનો કુલ ઉત્સર્જક પાવર $E = \sigma T^4$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $\sigma$ એ સ્ટીફન-બોલ્ટ્ઝમેન અચળાંક છે અને $T$ એ નિરપેક્ષ તાપમાન છે.
વિનનો સ્થાનાંતરનો નિયમ મુજબ,મહત્તમ તીવ્રતાને અનુરૂપ તરંગલંબાઈ $\lambda_m$ એ નિરપેક્ષ તાપમાન $T$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે,એટલે કે $T = \frac{b}{\lambda_m}$,જ્યાં $b$ એ વિનનો અચળાંક છે.
$E$ ના સમીકરણમાં $T$ ની કિંમત મૂકતા,આપણને $E \propto (\frac{1}{\lambda_m})^4 = \frac{1}{\lambda_m^4}$ મળે છે.
નોંધો કે કૃષ્ણ પદાર્થનો ઉત્સર્જક પાવર $E$ ફક્ત તેના તાપમાન પર આધાર રાખે છે,તેના ક્ષેત્રફળ કે ત્રિજ્યા પર નહીં.
આપેલ છે: $\lambda_x = 200 \ nm, \lambda_y = 300 \ nm, \lambda_z = 400 \ nm$.
$E \propto \frac{1}{\lambda_m^4}$ હોવાથી:
$E_x \propto \frac{1}{200^4}$
$E_y \propto \frac{1}{300^4}$
$E_z \propto \frac{1}{400^4}$
કિંમતોની સરખામણી કરતા,$200 < 300 < 400$ હોવાથી,$\frac{1}{200^4} > \frac{1}{300^4} > \frac{1}{400^4}$ થાય.
તેથી,$E_x > E_y > E_z$,જેનો અર્થ છે કે $E_x$ મહત્તમ છે.
118
MediumMCQ
બે પદાર્થો $A$ અને $B$ $4 \mu m$ ના તરંગલંબાઇના તફાવત સાથે મહત્તમ ઊર્જાનું ઉત્સર્જન કરે છે. પદાર્થ $A$ નું નિરપેક્ષ તાપમાન $B$ કરતા $3$ ગણું છે. પદાર્થ $B$ જે તરંગલંબાઇ પર મહત્તમ ઊર્જાનું ઉત્સર્જન કરે છે તે શોધો: ($\mu m$ માં)
A
$2$
B
$4$
C
$6$
D
$12$

Solution

(C) વીનનો સ્થાનાંતરનો નિયમ મુજબ,મહત્તમ ઊર્જા ઉત્સર્જન માટેની તરંગલંબાઇ $\lambda_m$ એ નિરપેક્ષ તાપમાન $T$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે:
$\lambda_m T = b$ (જ્યાં $b$ એ વીનનો અચળાંક છે).
તેથી,$\lambda_{mA} T_A = \lambda_{mB} T_B$.
આપેલ છે કે $T_A = 3 T_B$,આ કિંમત સમીકરણમાં મૂકતા:
$\lambda_{mA} (3 T_B) = \lambda_{mB} T_B \implies \lambda_{mB} = 3 \lambda_{mA}$.
આપણને તરંગલંબાઇનો તફાવત પણ આપેલ છે:
$\lambda_{mB} - \lambda_{mA} = 4 \mu m$.
$\lambda_{mB} = 3 \lambda_{mA}$ ને તફાવતના સમીકરણમાં મૂકતા:
$3 \lambda_{mA} - \lambda_{mA} = 4 \mu m \implies 2 \lambda_{mA} = 4 \mu m \implies \lambda_{mA} = 2 \mu m$.
હવે,$\lambda_{mB}$ ની ગણતરી કરતા:
$\lambda_{mB} = 3 \lambda_{mA} = 3(2 \mu m) = 6 \mu m$.
119
EasyMCQ
બે તારાઓ '$P$' અને '$Q$' અનુક્રમે પીળો અને વાદળી પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરે છે. તેમના તાપમાન ($T_{P}$ અને $T_{Q}$) વચ્ચેનો સંબંધ શું છે?
A
$T_{P} = T_{Q}$
B
$T_{P} = \frac{T_{Q}}{2}$
C
$T_{P} > T_{Q}$
D
$T_{P} < T_{Q}$

Solution

(D) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ,મહત્તમ ઉત્સર્જનની તરંગલંબાઇ $(\lambda_{m})$ અને નિરપેક્ષ તાપમાન $(T)$ નો ગુણાકાર અચળ હોય છે,એટલે કે $\lambda_{m} T = b$.
આનો અર્થ એ છે કે $T \propto \frac{1}{\lambda_{m}}$.
વાદળી પ્રકાશની તરંગલંબાઇ પીળા પ્રકાશની તરંગલંબાઇ કરતા ઓછી હોય છે $(\lambda_{\text{blue}} < \lambda_{\text{yellow}})$.
તારો '$Q$' વાદળી પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરે છે અને તારો '$P$' પીળો પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરે છે,તેથી $\lambda_{Q} < \lambda_{P}$ થાય.
તેથી,$T_{Q} > T_{P}$,જેને $T_{P} < T_{Q}$ તરીકે પણ લખી શકાય છે.
120
EasyMCQ
એક કૃષ્ણ પદાર્થ (black body) માટે $2000 \ K$ તાપમાને મહત્તમ તરંગલંબાઈ $\lambda_{m}$ છે. $3000 \ K$ તાપમાને તેની અનુરૂપ તરંગલંબાઈ કેટલી હશે?
A
$\frac{4}{9} \lambda_m$
B
$\frac{2}{3} \lambda_m$
C
$\frac{3}{2} \lambda_m$
D
$\frac{9}{4} \lambda_m$

Solution

(B) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ (Wien's displacement law) મુજબ,મહત્તમ ઉત્સર્જનની તરંગલંબાઈ અને નિરપેક્ષ તાપમાનનો ગુણાકાર અચળ હોય છે:
$\lambda_m T = \text{constant}$
તેથી,$\lambda_m \propto \frac{1}{T}$.
અહીં $T_1 = 2000 \ K$ અને $T_2 = 3000 \ K$ આપેલ છે,અને પ્રારંભિક તરંગલંબાઈ $\lambda_m$ છે:
$\frac{\lambda_2}{\lambda_m} = \frac{T_1}{T_2}$
$\frac{\lambda_2}{\lambda_m} = \frac{2000}{3000} = \frac{2}{3}$
$\lambda_2 = \frac{2}{3} \lambda_m$
આમ,$3000 \ K$ તાપમાને અનુરૂપ તરંગલંબાઈ $\frac{2}{3} \lambda_m$ થશે.
121
EasyMCQ
$0.04 \,m^2$ ક્ષેત્રફળ ધરાવતા ગોળાની ઉત્સર્જન શક્તિ $0.7 \,kcal \,s^{-1} \,m^{-2}$ છે. $20 \,s$ માં ઉત્સર્જિત થતી ઉષ્માનો જથ્થો કેટલો હશે ($\,kcal$ માં)?
A
$0.56$
B
$0.28$
C
$5.6$
D
$2.8$

Solution

(A) ઉત્સર્જન શક્તિ $E$ એ એકમ ક્ષેત્રફળ $A$ દીઠ અને એકમ સમય $t$ દીઠ ઉત્સર્જિત થતી ઉષ્મા ઉર્જા $Q$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે, જેનું સૂત્ર $E = \frac{Q}{A \cdot t}$ છે.
કુલ ઉત્સર્જિત ઉષ્મા $Q$ શોધવા માટે, આપણે સૂત્રને આ રીતે ગોઠવીએ છીએ: $Q = E \cdot A \cdot t$.
આપેલ કિંમતો $E = 0.7 \,kcal \,s^{-1} \,m^{-2}$, $A = 0.04 \,m^2$, અને $t = 20 \,s$ છે.
આ કિંમતો મૂકતા: $Q = 0.7 \times 0.04 \times 20$.
$Q = 0.7 \times 0.8 = 0.56 \,kcal$.
તેથી, ઉત્સર્જિત ઉષ્માનો જથ્થો $0.56 \,kcal$ છે.
122
EasyMCQ
ધારો કે સૌર વિકિરણ માટે,સૂર્યની સપાટીનું તાપમાન $6000 \,K$ છે। જો વિનનો અચળાંક '$b$' $2.897 \times 10^{-3} \,m-K$ હોય,તો મહત્તમ તરંગલંબાઇનું મૂલ્ય કેટલું હશે ($Å$ માં)?
A
$4828$
B
$3648$
C
$6400$
D
$0.18$

Solution

(A) આપેલ છે: સપાટીનું તાપમાન $T = 6000 \,K$,વિનનો અચળાંક $b = 2.897 \times 10^{-3} \,m-K$.
વિનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ,$\lambda_{max} T = b$.
તેથી,$\lambda_{max} = \frac{b}{T} = \frac{2.897 \times 10^{-3}}{6000} \,m$.
$\lambda_{max} = 4.828 \times 10^{-7} \,m$.
કારણ કે $1 \,Å = 10^{-10} \,m$,તેથી $4.828 \times 10^{-7} \,m = 4828 \times 10^{-10} \,m = 4828 \,Å$.
123
EasyMCQ
સામાન્ય પદાર્થો $A$ અને $B$ મહત્તમ ઉર્જા $4 \mu m$ ના તરંગલંબાઇના તફાવત સાથે ઉત્સર્જિત કરે છે. પદાર્થ $A$ નું નિરપેક્ષ તાપમાન પદાર્થ $B$ કરતા $3$ ગણું છે. પદાર્થ $B$ જે તરંગલંબાઇ પર મહત્તમ ઉર્જા ઉત્સર્જિત કરે છે તે શોધો: ($\mu m$ માં)
A
$12$
B
$6$
C
$4$
D
$8$

Solution

(B) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ,$\lambda_{max} T = b$ (અચળાંક).
ધારો કે $\lambda_A$ અને $\lambda_B$ એ પદાર્થ $A$ અને $B$ માટે મહત્તમ ઉર્જાની તરંગલંબાઇ છે,અને $T_A$ અને $T_B$ તેમના નિરપેક્ષ તાપમાન છે.
આપેલ છે: $T_A = 3 T_B$ અને $\lambda_B - \lambda_A = 4 \mu m$ (કારણ કે $T_A > T_B$,તેથી $\lambda_A < \lambda_B$).
વીનના નિયમ પરથી: $\lambda_A T_A = \lambda_B T_B$.
$T_A = 3 T_B$ મૂકતા: $\lambda_A (3 T_B) = \lambda_B T_B$,જે આપે છે $\lambda_B = 3 \lambda_A$.
આ કિંમત તફાવતના સમીકરણમાં મૂકતા: $3 \lambda_A - \lambda_A = 4 \mu m$.
$2 \lambda_A = 4 \mu m \implies \lambda_A = 2 \mu m$.
તેથી,$\lambda_B = 3 \times 2 \mu m = 6 \mu m$.
124
EasyMCQ
એક કૃષ્ણ પદાર્થ (black body) માટે $2200 \ K$ તાપમાને મહત્તમ તરંગલંબાઈ $\lambda_{m}$ છે. તો $3300 \ K$ તાપમાને તેની અનુરૂપ તરંગલંબાઈ કેટલી હશે?
A
$\frac{9}{4} \lambda_{m}$
B
$\frac{3}{2} \lambda_{m}$
C
$\frac{4}{9} \lambda_{m}$
D
$\frac{2}{3} \lambda_{m}$

Solution

(D) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ,મહત્તમ તીવ્રતા ધરાવતી તરંગલંબાઈ $\lambda_{m}$ અને નિરપેક્ષ તાપમાન $T$ નો ગુણાકાર અચળ રહે છે.
$\lambda_{m} T = \text{અચળ}$
આપેલ છે:
$T_{1} = 2200 \ K$
$T_{2} = 3300 \ K$
ધારો કે નવી તરંગલંબાઈ $\lambda_{m}^{\prime}$ છે.
સંબંધ $\lambda_{m} T_{1} = \lambda_{m}^{\prime} T_{2}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$\lambda_{m}^{\prime} = \lambda_{m} \times \frac{T_{1}}{T_{2}}$
$\lambda_{m}^{\prime} = \lambda_{m} \times \frac{2200}{3300}$
$\lambda_{m}^{\prime} = \frac{2}{3} \lambda_{m}$
125
EasyMCQ
ત્રણ કાળા ડિસ્ક '$x$','$y$','$z$' ની ત્રિજ્યા અનુક્રમે $1 \ m$,$2 \ m$ અને $3 \ m$ છે. મહત્તમ તીવ્રતાને અનુરૂપ તરંગલંબાઈ અનુક્રમે $200 \ nm$,$300 \ nm$ અને $400 \ nm$ છે. ઉત્સર્જન શક્તિ '$Ex$','$Ey$' અને '$Ez$' વચ્ચેનો સંબંધ શું છે?
A
$Ex > Ey < Ez$
B
$Ex < Ey < Ez$
C
$Ex = Ey = Ez$
D
$Ex > Ey > Ez$

Solution

(D) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ,$\lambda_{m} T = b$ (અચળાંક),તેથી $T \propto \frac{1}{\lambda_{m}}$.
સ્ટીફન-બોલ્ટ્ઝમેન નિયમ મુજબ,કાળા પદાર્થની કુલ ઉત્સર્જન શક્તિ $E$ એ $E = \sigma T^{4}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$T \propto \frac{1}{\lambda_{m}}$ મૂકતા,આપણને $E \propto \left(\frac{1}{\lambda_{m}}\right)^{4} = \frac{1}{\lambda_{m}^{4}}$ મળે છે.
નોંધો કે ઉત્સર્જન શક્તિ $E$ એ કાળા પદાર્થના સપાટીના ક્ષેત્રફળ $A$ થી સ્વતંત્ર છે.
તેથી,ઉત્સર્જન શક્તિનો ગુણોત્તર $Ex : Ey : Ez = \frac{1}{\lambda_{x}^{4}} : \frac{1}{\lambda_{y}^{4}} : \frac{1}{\lambda_{z}^{4}}$ છે.
આપેલ કિંમતો મૂકતા: $Ex : Ey : Ez = \frac{1}{(200)^{4}} : \frac{1}{(300)^{4}} : \frac{1}{(400)^{4}}$.
કારણ કે $200 < 300 < 400$,તેથી $\frac{1}{200^{4}} > \frac{1}{300^{4}} > \frac{1}{400^{4}}$ થાય છે.
આમ,$Ex > Ey > Ez$.
126
MediumMCQ
એક તારા દ્વારા ઉત્સર્જિત વિકિરણની મહત્તમ તરંગલંબાઇ $289.8 \ nm$ છે. તો તારા માટે વિકિરણની તીવ્રતા કેટલી હશે? (આપેલ છે: સ્ટેફનનો અચળાંક $\sigma = 5.67 \times 10^{-8} \ W \ m^{-2} \ K^{-4}$,વિનનો અચળાંક $b = 2898 \ \mu m \ K$)
A
$5.67 \times 10^{-12} \ W \ m^{-2}$
B
$10.67 \times 10^{14} \ W \ m^{-2}$
C
$5.67 \times 10^8 \ W \ m^{-2}$
D
$10.67 \times 10^7 \ W \ m^{-2}$

Solution

(C) આપેલ છે,મહત્તમ તરંગલંબાઇ $\lambda_m = 289.8 \ nm = 289.8 \times 10^{-9} \ m = 2.898 \times 10^{-7} \ m$.
સ્ટેફનનો અચળાંક $\sigma = 5.67 \times 10^{-8} \ W \ m^{-2} \ K^{-4}$.
વિનનો અચળાંક $b = 2898 \ \mu m \ K = 2898 \times 10^{-6} \ m \ K$.
વિનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ,$\lambda_m = \frac{b}{T}$,તેથી $T = \frac{b}{\lambda_m}$.
કિંમતો મૂકતા,$T = \frac{2898 \times 10^{-6}}{289.8 \times 10^{-9}} = 10^4 \ K$.
સ્ટેફન-બોલ્ટ્ઝમેન નિયમ મુજબ,વિકિરણની તીવ્રતા $I = \sigma T^4$ (તારાને કૃષ્ણ પદાર્થ ગણતા,$e=1$).
કિંમતો મૂકતા,$I = (5.67 \times 10^{-8}) \times (10^4)^4 = 5.67 \times 10^{-8} \times 10^{16} = 5.67 \times 10^8 \ W \ m^{-2}$.
127
EasyMCQ
વીનનો અચળાંક $b$ નો એકમ શું છે?
A
$W m^{-2} K^{-4}$
B
$m^{-1} K^{-1}$
C
$W m^{2}$
D
$m K$

Solution

(D) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ,વિકિરણની મહત્તમ તીવ્રતાને અનુરૂપ તરંગલંબાઈ $\lambda_{m}$ અને પદાર્થના નિરપેક્ષ તાપમાન $T$ નો ગુણાકાર અચળ હોય છે.
ગાણિતિક રીતે,$\lambda_{m} T = b$.
અહીં,$\lambda_{m}$ મીટર $(m)$ માં માપવામાં આવે છે અને $T$ કેલ્વિન $(K)$ માં માપવામાં આવે છે.
તેથી,વીનના અચળાંક $b$ નો એકમ તરંગલંબાઈ અને તાપમાનના એકમોનો ગુણાકાર છે,જે $m K$ છે.
128
MediumMCQ
આપણે માનવ શરીર દ્વારા ઉત્સર્જિત વિકિરણને ધ્યાનમાં લઈએ છીએ. નીચેનામાંથી કયું વિધાન સાચું છે?
A
વિકિરણ ઉનાળા દરમિયાન ઉત્સર્જિત થાય છે અને શિયાળા દરમિયાન શોષાય છે
B
ઉત્સર્જિત વિકિરણ અલ્ટ્રાવાયોલેટ વિસ્તારમાં આવેલું છે અને તેથી તે દૃશ્યમાન નથી
C
ઉત્સર્જિત વિકિરણ ઇન્ફ્રારેડ વિસ્તારમાં છે
D
વિકિરણ ફક્ત દિવસ દરમિયાન જ ઉત્સર્જિત થાય છે

Solution

(C) પરમ શૂન્યથી ઉપરના તાપમાને રહેલા તમામ પદાર્થો વિદ્યુતચુંબકીય વિકિરણનું ઉત્સર્જન કરે છે. માનવ શરીર,જે આશરે $37^{\circ}C$ $(310 \ K)$ તાપમાને હોય છે,તે ઉષ્મીય વિકિરણનું ઉત્સર્જન કરે છે.
વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ,આ વિકિરણની મહત્તમ તરંગલંબાઇ વિદ્યુતચુંબકીય વર્ણપટના ઇન્ફ્રારેડ વિસ્તારને અનુરૂપ છે.
માનવ શરીરના વિકિરણ માટેની તરંગલંબાઇનો વિસ્તાર સામાન્ય રીતે ઇન્ફ્રારેડ વિસ્તારમાં હોય છે,ખાસ કરીને $10 \ \mu m$ ની આસપાસ.
તેથી,માનવ શરીર દ્વારા ઉત્સર્જિત વિકિરણ ઇન્ફ્રારેડ વિસ્તારમાં હોય છે.
129
MediumMCQ
બે તારાઓ $A$ અને $B$ અનુક્રમે $360 \ nm$ અને $480 \ nm$ ની તરંગલંબાઇ પર મહત્તમ ઊર્જાનું ઉત્સર્જન કરે છે. તો $A$ અને $B$ ના સપાટીના તાપમાનનો ગુણોત્તર કેટલો થાય?
A
$3: 4$
B
$81: 256$
C
$4: 3$
D
$256: 81$

Solution

(C) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ,મહત્તમ ઉત્સર્જનની તરંગલંબાઇ અને નિરપેક્ષ તાપમાનનો ગુણાકાર અચળ રહે છે: $\lambda T = b$.
તેથી,$\lambda_A T_A = \lambda_B T_B$.
આનો અર્થ એ છે કે તાપમાનનો ગુણોત્તર એ તરંગલંબાઇના ગુણોત્તરના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે: $\frac{T_A}{T_B} = \frac{\lambda_B}{\lambda_A}$.
અહીં $\lambda_A = 360 \ nm$ અને $\lambda_B = 480 \ nm$ આપેલ છે.
કિંમતો મૂકતા: $\frac{T_A}{T_B} = \frac{480}{360} = \frac{4}{3}$.
આમ,$A$ અને $B$ ના સપાટીના તાપમાનનો ગુણોત્તર $4: 3$ છે.
130
MediumMCQ
નીચેનામાંથી કયો આલેખ સંપૂર્ણ કૃષ્ણ પદાર્થ (perfectly black body) માટે $\nu_{m}-T$ નો આલેખ છે? અહીં, $\nu_{m}$ એ મહત્તમ તીવ્રતા ધરાવતા વિકિરણની આવૃત્તિ છે અને $T$ એ નિરપેક્ષ તાપમાન છે.
Question diagram
A
$A$
B
$B$
C
$C$
D
$D$

Solution

(C) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ, મહત્તમ તીવ્રતાને અનુરૂપ તરંગલંબાઇ $(\lambda_{m})$ એ નિરપેક્ષ તાપમાન $(T)$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે, એટલે કે $\lambda_{m} T = \text{અચળ}$.
આવૃત્તિ $\nu_{m}$ એ તરંગલંબાઇ સાથે $\nu_{m} = c / \lambda_{m}$ દ્વારા સંબંધિત હોવાથી, આપણે સ્થાનાંતરના નિયમમાં $\lambda_{m} = c / \nu_{m}$ મૂકી શકીએ છીએ.
આનાથી $(c / \nu_{m}) T = \text{અચળ}$ મળે છે, જેનું સાદું રૂપ આપતા $\nu_{m} / T = \text{અચળ}'$ અથવા $\nu_{m} \propto T$ મળે છે.
તેથી, સંપૂર્ણ કૃષ્ણ પદાર્થ માટે $\nu_{m}$ વિરુદ્ધ $T$ નો આલેખ ઉગમબિંદુમાંથી પસાર થતી એક સીધી રેખા છે, જે આપેલી આકૃતિમાં રેખા $C$ ને અનુરૂપ છે.
131
EasyMCQ
તારાઓનું સપાટીનું તાપમાન શેનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરવામાં આવે છે?
A
પ્લાન્કનો નિયમ
B
વીનનો સ્થાનાંતરનો નિયમ
C
રેલે-જીન્સનો નિયમ
D
કિરચોફનો નિયમ

Solution

(B) તારાઓનું સપાટીનું તાપમાન વીનનો સ્થાનાંતરનો નિયમ (Wien's displacement law) નો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરવામાં આવે છે.
આ નિયમ અનુસાર,$\lambda_{m} T = b$,જ્યાં $\lambda_{m}$ એ મહત્તમ વર્ણપટ ઉત્સર્જન શક્તિને અનુરૂપ તરંગલંબાઇ છે,$T$ એ કૃષ્ણ પદાર્થનું નિરપેક્ષ તાપમાન છે,અને $b$ એ વીનનો અચળાંક છે.
વીનનો અચળાંકનું મૂલ્ય આશરે $2.898 \times 10^{-3} \ m \cdot K$ છે.
તારો જે તરંગલંબાઇ $\lambda_{m}$ પર મહત્તમ વિકિરણ ઉત્સર્જિત કરે છે તે માપીને,સપાટીનું તાપમાન $T = b / \lambda_{m}$ સૂત્ર દ્વારા ગણી શકાય છે.
132
EasyMCQ
સૂર્યનું સપાટીનું તાપમાન,જે $500 \,nm$ પર મહત્તમ ઉર્જા ઉત્સર્જન કરે છે,તે $6000 \,K$ છે. જે તારો $400 \,nm$ પર મહત્તમ ઉર્જા ઉત્સર્જન કરે છે તેનું તાપમાન કેટલું હશે ($\,K$ માં)?
A
$8500$
B
$4500$
C
$7500$
D
$6500$

Solution

(C) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ,મહત્તમ ઉત્સર્જનની તરંગલંબાઇ $(\lambda_m)$ અને નિરપેક્ષ તાપમાન $(T)$ નો ગુણાકાર અચળ રહે છે:
$\lambda_{m1} T_1 = \lambda_{m2} T_2$
આપેલ છે:
$\lambda_{m1} = 500 \,nm$,$T_1 = 6000 \,K$
$\lambda_{m2} = 400 \,nm$,$T_2 = ?$
સમીકરણમાં કિંમતો મૂકતા:
$500 \,nm \times 6000 \,K = 400 \,nm \times T_2$
$T_2 = \frac{500 \times 6000}{400}$
$T_2 = 5 \times 1500$
$T_2 = 7500 \,K$
તેથી,તારાનું તાપમાન $7500 \,K$ થશે.
133
EasyMCQ
જો બે કૃષ્ણ પદાર્થો $A$ અને $B$ દ્વારા ઉત્સર્જિત વિકિરણની મહત્તમ તીવ્રતાની તરંગલંબાઇ અનુક્રમે $0.5 \mu m$ અને $0.1 \ mm$ હોય,તો પદાર્થો $A$ અને $B$ ના તાપમાનનો ગુણોત્તર કેટલો થાય?
A
$5$
B
$25$
C
$100$
D
$200$

Solution

(D) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ,કૃષ્ણ પદાર્થની મહત્તમ તીવ્રતાની તરંગલંબાઇ $(\lambda_m)$ અને નિરપેક્ષ તાપમાન $(T)$ નો ગુણાકાર અચળ હોય છે: $\lambda_m T = b$ (જ્યાં $b$ એ વીનનો અચળાંક છે).
તેથી,$T \propto \frac{1}{\lambda_m}$.
આપેલ છે: $\lambda_A = 0.5 \mu m = 0.5 \times 10^{-6} \ m$ અને $\lambda_B = 0.1 \ mm = 0.1 \times 10^{-3} \ m = 10^{-4} \ m$.
તાપમાનનો ગુણોત્તર $\frac{T_A}{T_B} = \frac{\lambda_B}{\lambda_A}$ થાય.
કિંમતો મૂકતા: $\frac{T_A}{T_B} = \frac{10^{-4}}{0.5 \times 10^{-6}} = \frac{10^{-4}}{5 \times 10^{-7}} = \frac{1000}{5} = 200$.
આમ,પદાર્થો $A$ અને $B$ ના તાપમાનનો ગુણોત્તર $200$ છે.
134
EasyMCQ
જ્યારે લોખંડના સળિયાને ગરમ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેનો રંગ ઝાંખા લાલમાંથી સફેદમાં બદલાય છે, જે નીચેનામાંથી કોના દ્વારા સમજાવી શકાય છે?
A
બોલ્ટ્ઝમેનનો નિયમ
B
ન્યૂટનનો શીતલનનો નિયમ
C
સ્ટીફનનો વિકિરણનો નિયમ
D
વીનનો સ્થાનાંતરનો નિયમ

Solution

(D) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ, ઉત્સર્જનની મહત્તમ તીવ્રતાને અનુરૂપ તરંગલંબાઇ $(\lambda_m)$ એ પદાર્થના નિરપેક્ષ તાપમાન $(T)$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે, જે $\lambda_m T = b$ દ્વારા આપવામાં આવે છે, જ્યાં $b$ એ વીનનો અચળાંક છે.
જેમ જેમ લોખંડના સળિયાનું તાપમાન વધે છે, તેમ ઉત્સર્જિત વિકિરણની તરંગલંબાઇ ઘટે છે.
શરૂઆતમાં, નીચા તાપમાને, ઉત્સર્જિત વિકિરણ દ્રશ્ય વર્ણપટના લાલ ભાગમાં હોય છે.
જેમ જેમ તાપમાન વધુ વધે છે, તેમ મહત્તમ તરંગલંબાઇ ટૂંકી તરંગલંબાઇઓ (પીળો, પછી વાદળી અને અંતે સફેદ) તરફ ખસે છે, જે તમામ દ્રશ્ય તરંગલંબાઇઓનું મિશ્રણ છે.
આમ, રંગમાં થતો ફેરફાર વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ દ્વારા સમજાવી શકાય છે.
135
EasyMCQ
વીનનો સ્થાનાંતરનો નિયમ જણાવે છે કે:
A
$\lambda_m T = \text{અચળ}$
B
$\frac{\lambda_m}{T} = \text{અચળ}$
C
$\frac{T}{\lambda_m} = \text{અચળ}$
D
$\lambda_m + T = \text{અચળ}$

Solution

(A) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ, કૃષ્ણ પદાર્થ (black body) દ્વારા ઉત્સર્જિત મહત્તમ ઊર્જાને અનુરૂપ તરંગલંબાઈ $(\lambda_m)$ તેના નિરપેક્ષ તાપમાન $(T)$ ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
ગાણિતિક રીતે, $\lambda_m \propto \frac{1}{T}$.
આને $\lambda_m = \frac{b}{T}$ તરીકે લખી શકાય છે, જ્યાં $b$ એ વીનનો અચળાંક છે.
તેથી, $\lambda_m \cdot T = b$, જે એક અચળ મૂલ્ય છે.
136
MediumMCQ
$3000 \,K$ તાપમાને રહેલ પદાર્થ $9660 Å$ તરંગલંબાઈ પર મહત્તમ ઉર્જાનું ઉત્સર્જન કરે છે. જો સૂર્ય $4950 Å$ તરંગલંબાઈ પર મહત્તમ ઉર્જાનું ઉત્સર્જન કરતો હોય, તો સૂર્યનું તાપમાન કેટલું હશે ($\,K$ માં)?
A
$5855$
B
$7000$
C
$4250$
D
$8000$

Solution

(A) આપેલ છે:
પદાર્થનું તાપમાન, $T_1 = 3000 \,K$
પદાર્થ માટે મહત્તમ ઉર્જા ઉત્સર્જનની તરંગલંબાઈ, $\lambda_1 = 9660 Å$
સૂર્ય માટે મહત્તમ ઉર્જા ઉત્સર્જનની તરંગલંબાઈ, $\lambda_2 = 4950 Å$
વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ, મહત્તમ ઉત્સર્જનની તરંગલંબાઈ અને નિરપેક્ષ તાપમાનનો ગુણાકાર અચળ રહે છે:
$\lambda_1 T_1 = \lambda_2 T_2$
સૂર્યનું તાપમાન $(T_2)$ શોધવા માટે સૂત્રને ગોઠવતા:
$T_2 = \frac{\lambda_1 T_1}{\lambda_2}$
આપેલ કિંમતો મૂકતા:
$T_2 = \frac{9660 Å \times 3000 \,K}{4950 Å}$
$T_2 = \frac{28980000}{4950} \,K$
$T_2 \approx 5854.54 \,K$
નજીકના પૂર્ણાંકમાં લેતા, $T_2 \approx 5855 \,K$ મળે છે.
137
MediumMCQ
$700 \ K$ તાપમાને રહેલા પદાર્થની મહત્તમ ઉત્સર્જિત ઊર્જાની તરંગલંબાઈ $(\lambda_m) \ 4.08 \ \mu m$ છે. જો પદાર્થનું તાપમાન વધારીને $1400 \ K$ કરવામાં આવે,તો $\lambda_m$ નું મૂલ્ય કેટલું થશે ($\mu m$ માં)?
A
$1.02$
B
$16.32$
C
$8.16$
D
$2.04$

Solution

(D) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ,મહત્તમ ઉત્સર્જનની તરંગલંબાઈ $(\lambda_m)$ અને નિરપેક્ષ તાપમાન $(T)$ નો ગુણાકાર અચળ રહે છે,એટલે કે $\lambda_m T = b$ (અચળાંક).
તેથી,$\lambda_{m_1} T_1 = \lambda_{m_2} T_2$.
આપેલ છે:
$\lambda_{m_1} = 4.08 \ \mu m$
$T_1 = 700 \ K$
$T_2 = 1400 \ K$
કિંમતો મૂકતા:
$4.08 \times 700 = \lambda_{m_2} \times 1400$
$\lambda_{m_2} = \frac{4.08 \times 700}{1400}$
$\lambda_{m_2} = \frac{4.08}{2} = 2.04 \ \mu m$.
આમ,નવી તરંગલંબાઈ $2.04 \ \mu m$ થશે.
138
EasyMCQ
તારા દ્વારા ઉત્સર્જિત વિકિરણની મહત્તમ તીવ્રતાની તરંગલંબાઇ $289.8 \, nm$ છે. તારાની વિકિરણ તીવ્રતા શોધો. (સ્ટીફનનો અચળાંક $\sigma = 5.67 \times 10^{-8} \, W m^{-2} K^{-4}$, વિનનો અચળાંક $b = 2898 \, \mu m K$)
A
$5.67 \times 10^8 \, W/m^2$
B
$5.67 \times 10^4 \, W/m^2$
C
$2.89 \times 10^8 \, W/m^2$
D
$1.13 \times 10^8 \, W/m^2$

Solution

(A) આપેલ છે: $\lambda_m = 289.8 \, nm = 289.8 \times 10^{-9} \, m$, $b = 2898 \, \mu m K = 2898 \times 10^{-6} \, m K$, $\sigma = 5.67 \times 10^{-8} \, W m^{-2} K^{-4}$.
વિનનો સ્થાનાંતરનો નિયમ વાપરતા: $\lambda_m T = b$.
$T = \frac{b}{\lambda_m} = \frac{2898 \times 10^{-6}}{289.8 \times 10^{-9}} = 10^4 \, K$.
વિકિરણ તીવ્રતા (ઉત્સર્જન પાવર) $E = \sigma T^4$.
$E = (5.67 \times 10^{-8}) \times (10^4)^4$.
$E = 5.67 \times 10^{-8} \times 10^{16} = 5.67 \times 10^8 \, W/m^2$.
139
EasyMCQ
જો $\lambda$ એ તરંગલંબાઈ દર્શાવે છે કે જેના પર $T$ તાપમાને કૃષ્ણ પદાર્થ (black body) માંથી થતું વિકિરણ ઉત્સર્જન મહત્તમ હોય,તો
A
$\lambda \propto T^{-1}$
B
$\lambda \propto T^4$
C
$T$ થી સ્વતંત્ર છે
D
$\lambda \propto T$

Solution

(A) વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ (Wien's displacement law) મુજબ,$\lambda_m \cdot T = b$,જ્યાં $\lambda_m$ એ કૃષ્ણ પદાર્થમાંથી મહત્તમ ઉર્જાના ઉત્સર્જનને અનુરૂપ તરંગલંબાઈ છે,$b$ એ વીનનો અચળાંક છે અને $T$ એ નિરપેક્ષ તાપમાન છે.
આ સંબંધ પરથી,આપણે જોઈ શકીએ છીએ કે $\lambda_m = \frac{b}{T}$.
તેથી,$\lambda_m \propto \frac{1}{T}$,જેને $\lambda_m \propto T^{-1}$ તરીકે લખી શકાય છે.
Solution diagram
140
EasyMCQ
એક કૃષ્ણ પદાર્થ (black body) દ્વારા ઉત્સર્જિત વિકિરણની તરંગલંબાઈ $6 \ mm$ છે અને વિનનો અચળાંક $3 \times 10^{-3} \ mK$ છે. તો કૃષ્ણ પદાર્થનું તાપમાન કેટલું હશે ($K$ માં)?
A
$5$
B
$3$
C
$0.5$
D
$50$

Solution

(C) વિનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ,કૃષ્ણ પદાર્થની મહત્તમ ઉત્સર્જનની તરંગલંબાઈ $\lambda_m$ અને નિરપેક્ષ તાપમાન $T$ વચ્ચેનો સંબંધ $\lambda_m T = b$ છે,જ્યાં $b$ એ વિનનો અચળાંક છે.
આપેલ છે:
$\lambda_m = 6 \ mm = 6 \times 10^{-3} \ m$
$b = 3 \times 10^{-3} \ mK$
આ કિંમતોને સૂત્રમાં મૂકતા:
$(6 \times 10^{-3} \ m) \times T = 3 \times 10^{-3} \ mK$
$T = \frac{3 \times 10^{-3}}{6 \times 10^{-3}} \ K$
$T = \frac{1}{2} \ K = 0.5 \ K$
તેથી,કૃષ્ણ પદાર્થનું તાપમાન $0.5 \ K$ છે.
141
EasyMCQ
એક કૃષ્ણ પદાર્થ (black body) દ્વારા ઉત્સર્જિત વિકિરણની તરંગલંબાઈ $1 \,mm$ છે અને વિનનો અચળાંક $3 \times 10^{-3} \,mK$ છે. તો કૃષ્ણ પદાર્થનું તાપમાન કેટલું હશે ($\,K$ માં)?
A
$3$
B
$30$
C
$300$
D
$3000$

Solution

(A) વિનના સ્થાનાંતરના નિયમ (Wien's displacement law) મુજબ, કૃષ્ણ પદાર્થની મહત્તમ ઉત્સર્જન તરંગલંબાઈ અને નિરપેક્ષ તાપમાન વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબ છે:
$\lambda T = b$
જ્યાં:
$\lambda$ એ વિકિરણની તરંગલંબાઈ છે = $1 \,mm = 1 \times 10^{-3} \,m$
$b$ એ વિનનો અચળાંક છે = $3 \times 10^{-3} \,mK$
$T$ એ કૃષ્ણ પદાર્થનું તાપમાન છે.
સૂત્રમાં કિંમતો મૂકતા:
$T = \frac{b}{\lambda} = \frac{3 \times 10^{-3} \,mK}{1 \times 10^{-3} \,m} = 3 \,K$
તેથી, કૃષ્ણ પદાર્થનું તાપમાન $3 \,K$ છે.
142
MediumMCQ
સમાન સપાટી ધરાવતા બે પદાર્થો $A$ અને $B$ ની થર્મલ ઉત્સર્જકતા (emissivity) અનુક્રમે $0.01$ અને $0.81$ છે. બંને પદાર્થો સમાન દરે ઉર્જાનું ઉત્સર્જન કરે છે. પદાર્થ $A$ અને $B$ માંથી મહત્તમ ઉર્જા અનુક્રમે $\lambda_A$ અને $\lambda_B$ તરંગલંબાઈ પર ઉત્સર્જિત થાય છે. આ બે તરંગલંબાઈઓ વચ્ચેનો તફાવત $1 \mu m$ છે. જો પદાર્થ $A$ નું તાપમાન $5802 \ K$ હોય,તો $\lambda_B$ નું મૂલ્ય કેટલું હશે?
A
$\frac{1}{2} \mu m$
B
$1 \mu m$
C
$2 \mu m$
D
$\frac{3}{2} \mu m$

Solution

(D) સ્ટીફન-બોલ્ટ્ઝમેન નિયમ મુજબ,ઉત્સર્જિત પાવર $P = e A \sigma T^4$ છે. પદાર્થો સમાન સપાટી ધરાવે છે અને સમાન દરે ઉર્જાનું ઉત્સર્જન કરે છે $(P_A = P_B)$,તેથી $e_A T_A^4 = e_B T_B^4$ થાય.
અહીં $e_A = 0.01$,$e_B = 0.81$,અને $T_A = 5802 \ K$ આપેલ છે.
કિંમતો મૂકતા: $0.01 \times (5802)^4 = 0.81 \times T_B^4$.
બંને બાજુ ચતુર્થ મૂળ લેતા: $T_B = T_A \times (0.01 / 0.81)^{1/4} = 5802 \times (1/81)^{1/4} = 5802 / 3 = 1934 \ K$.
વીનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ,$\lambda_A T_A = \lambda_B T_B = b$ (જ્યાં $b \approx 2898 \ \mu m \cdot K$).
તેથી,$\lambda_A = b / T_A = 2898 / 5802 \approx 0.5 \ \mu m$.
આપેલ છે કે $\lambda_B - \lambda_A = 1 \ \mu m$,તેથી $\lambda_B = 1 + 0.5 = 1.5 \ \mu m = \frac{3}{2} \ \mu m$.
143
EasyMCQ
પ્રાયોગિક તપાસ દર્શાવે છે કે દ્રશ્યમાન વિસ્તારમાં $480 \, nm$ તરંગલંબાઇ માટે સૂર્યના વિકિરણની તીવ્રતા મહત્તમ છે। સૂર્યની સપાટીનું તાપમાન શોધો। આપેલ છે: વિનનો અચળાંક $b = 2.88 \times 10^{-3} \, mK$.
A
$4000 \, K$
B
$6000 \, K$
C
$8000 \, K$
D
$10^6 \, K$

Solution

(B) વિનના સ્થાનાંતરના નિયમ મુજબ, મહત્તમ તીવ્રતાને અનુરૂપ તરંગલંબાઇ $(\lambda_m)$ અને કૃષ્ણ પદાર્થના નિરપેક્ષ તાપમાન $(T)$ નો ગુણાકાર અચળ $(b)$ હોય છે।
સૂત્ર: $\lambda_m T = b$
આપેલ કિંમતો:
$\lambda_m = 480 \, nm = 480 \times 10^{-9} \, m$
$b = 2.88 \times 10^{-3} \, mK$
ગણતરી:
$T = \frac{b}{\lambda_m}$
$T = \frac{2.88 \times 10^{-3}}{480 \times 10^{-9}}$
$T = \frac{2.88}{480} \times 10^6$
$T = 0.006 \times 10^6 = 6000 \, K$
આમ, સૂર્યની સપાટીનું તાપમાન $6000 \, K$ છે।

10-2.Heat Transfer — Spectral Emissive Power and Wien's Displacement Law · Frequently Asked Questions

1Are these 10-2.Heat Transfer questions useful for JEE and NEET?

Yes. All questions in this section are mapped to JEE Main and NEET exam patterns. Previous year questions from JEE Main, NEET, GUJCET and state-level exams are included with full solutions.

2Can I switch to Hindi or Gujarati for these questions?

Yes. Use the language tabs in the hero section or the sidebar to view the same questions and solutions in English, Hindi or Gujarati.

3How do I generate a question paper from this subtopic?

Use the Vedclass Exam Paper Generator — select the chapter and subtopic, set difficulty, and generate Sets A, B, C, D automatically. First 3 chapters of every subject are free.

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D papers from this chapter in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo
For Teachers & Institutes

Generate a 10-2.Heat Transfer Exam Paper in 2 Minutes

Select subtopic & difficulty — Sets A, B, C, D auto-generated with No Repeat logic.

First 3 chapters of every subject are free — no payment required.