نظرة عامة شاملة حول قانون رايلي-جينس

قانون رايلي-جينس في الفيزياء هو قانون حاول تفسير الانبعاث الطيفي للاشعة الكهرومغناطيسية التي يصدرها جسم أسود في نطاق جميع الأطول الموجية عند درجة حرارة معينة، وذلك عن طريق الميكانيكا التقليدية، في بداية القرن العشرين.

إذا كانت طول الموجة لشعاع كهرومغناطيسي (λ) يمكن التعبير عنه بالمعادلة ;











B



λ





(

T

)

=







2

c

k

T





λ



4









,





{\displaystyle B_{\lambda }(T)={\frac {2ckT}{\lambda ^{4}}},}





حيث :



c سرعة الضوء,

k ثابت بولتزمان ،



T درجة الحرارة بوحدة كلفن.

وصياغة هذا القانون باستخدام التردد ν, نحصل على :











B



ν





(

T

)

=







2



ν



2





k

T





c



2









.





{\displaystyle B_{\nu }(T)={\frac {2\nu ^{2}kT}{c^{2}}}.}





يطابق قانون رايلي-جينس النتائج التجريبية تماماً في نطاق الأطول الموجية الطويلة وبالتالي للترددات المنخفضة، ولكنه يتعارض مع النتائج التجريبية في نطاق الأطول الموجية القصيرة (أي عند الترددات العالية)، وقد أصبح عدم تطابق الحسابات النظرية لتلك المعادلات مع القياسات في النطاق الكامل للأطوال الموجية مشكلة كبيرة سميت في نهاية القرن التاسع عشر ومطلع القرن العشرين كارثة الأشعة فوق البنفسجية.

وكان عدم تطابق النظرية مع القياسات تمهيداً لحل المشكلة بطريقة أخرى عن طريق ماكس بلانك مع مطلع القرن العشرين، وكان ذلك دافعاً للتفكير في نظرية الكم وابتكار ميكانيكا الكم فيما بعد.