5 Stefan-Boltzmann expression

Eq.(1) を積分すると、

$\displaystyle {\cal U}(T)$ $\displaystyle = \int B_\nu(T)\, d\nu d\Omega = \frac{2h}{c^3} \int \frac{\nu^3}...
...\right)^3 \, d\left(\frac{h\nu}{kT}\right)}{\exp\left[\frac{h\nu}{kT}\right]-1}$    
  $\displaystyle =\frac{8\pi k^4}{h^3 c^3} T^4 \int_0^\infty dx\, \frac{x^3}{e^x-1...
... c^2} T^4,\qquad \because\, \int_0^\infty \frac{x^3}{e^x-1}dx =\frac{\pi^4}{15}$    

となるので、

$\displaystyle {\cal U}(T)=\sigma T^4\quad\left[{\rm W\cdot m^{-2}}\right]$ (5)

を得る。ここで

$\displaystyle \sigma=\frac{\pi^2 k^4}{60 \hbar^3 c^2}=5.670400(40)\times 10^{-8}\,\left[{\rm W\cdot m^{-2}\cdot T^{-4}}\right]$   :Stefan-Boltzmann 定数$\displaystyle $

である。

fat-cat 平成16年11月27日