Schwaarzkierperstralung

E Schwaarzkierper ass e Modell, net einfach en schwaarz ugestrachenen Objet

“Schwaarz” bedeit hei en idealen Absorber fir all relevant Wellelängten. Eng Kavitéit mat enger klenger Öffnung ass eng gutt Approximatioun: erakommend Stralung gëtt vill Mol intern reflektéiert an huet nëmme kleng Chance erëm erauszekommen. Am thermesche Gläichgewiicht huet d’Stralung aus der Öffnung de Schwaarzkierperspektrum vun der Kavitéitstemperatur.

D’Temperatur formt de ganze Spektrum ëm

Dem Wien säi Gesetz, λmax T = b mat b ≈ 2,898×10⁻³ m K, gëtt d’Wellelängt vum Maximum. T muss a Kelvin agesat ginn. De Maximum bedeit net, datt nëmmen eng Wellelängt emittéiert gëtt: de Spektrum ass breet. Mat wuessender T gëtt déi ganz Kurv méi intensiv, an de Maximum geet op méi kuerz Wellelängten.

D’total thermesch Emissioun wiisst wéi T⁴

Fir en ideale Schwaarzkierper ass M = σT⁴ déi total ausgestraalt Leeschtung pro Fläch, mat σ = 5,670×10⁻⁸ W m⁻² K⁻⁴. Eng Verdoppelung vun der absoluter Temperatur mécht M 16-mol méi grouss. Real Uewerfläche ginn dacks mat enger Emissivitéit ε < 1 beschriwwen. Dës Formel beschreift emittéiert Stralung; fir den Nettoaustausch muss och d’Stralung aus der Ëmgéigend berücksichtegt ginn.

Firwat klassesch Physik gefeelt huet a Planck seng Iddi funktionéiert huet

Klassesch Modeller konnten de gemoossene Spektrum bei kuerze Wellelängten net reproduzéieren. Planck krut déi richteg Form, andeems hien den Energieaustausch tëscht Matière an elektromagnéitesche Moden als quantiséiert behandelt huet, a Quantitéiten déi iwwer E = hf mat der Frequenz verbonne sinn. D’Planck-Verdeelung viraussoen de breede Spektrum an als Konsequenzen d’Gesetzer vu Wien a Stefan–Boltzmann.

Geléist Beispiller

1. Maximumwellelängt vun enger sonnenänlecher Uewerfläch

2. Objet bei Raumtemperatur

3. Absolut Temperatur verduebelen