斯特藩—玻尔兹曼定律

站在篝火旁再退后一步：火温即便只升高一点点，照在你脸上也会觉得猛地热了许多。斯特藩—玻尔兹曼定律抓住了这一点，并告诉你究竟热多少：它说的是一个温热表面在所有波长上加总辐射出多少总功率，取决于它的温度。最引人注目的是这功率随温度攀升得有多陡。

这条定律说，每平方米表面辐射的功率正比于温度的四次方。四次方是关键：温度翻一倍，表面辐射的能量不是两倍而是十六倍（2的四次方）。温度变三倍，输出就猛增八十一倍。要得到整个物体的总功率（它的光度），把这个单位面积的输出乘以物体的表面积；所以光度既取决于温度（四次方），也取决于大小（表面积）。一个又小又极热的物体可以盖过一个又大又凉的物体，反之亦然。

这条定律是从一颗恒星的表面通向它总功率输出的桥梁。结合由维恩定律得到的温度和测得的大小，它就给出恒星的光度——它的内在亮度——这正是我们对任何恒星最终想知道的东西。它解释了为什么一颗微小而炽热的白矮星可以很暗（表面积小），而一颗低温却巨大的红超巨星却能是天空中最亮的恒星之一（表面积极大）。它还支配着行星的能量平衡和恒星遗骸的冷却。