Strahlung glühender Körper

Ein idealer schwarzer Körper absorbiert jegliche Strahlung, die auf ihn auftrifft. Nach dem Kirchhoffschen Gesetz ist er gleichzeitig in der Lage, diese Strahlung ebenso zu emittieren.

Bei der Absorption von Strahlung erhöht sich die Wärmeenergie des Körpers, bei der Emission reduziert sie sich. Ein Körper befindet sich mit seiner Umgebung im Strahlungsgleichgewicht, wenn die absorbierte Energie pro Zeiteinheit genau so groß ist wie die emittierte Energie.

Die Abgabe der Energie durch Emission von Strahlung erfolgt durch elektromagnetische Wellen, deren Wellenlänge einer bestimmten Verteilung unterliegt – prinzipiell treten alle möglichen Wellenlängen auf, jedoch mit unterschiedlichen Intensitäten. Die Verteilung wird beschrieben durch die Plancksche Strahlungsformel.

Konstanten:

h = 6,627·10-34 Js

c = 2,997·108 m/s

k = 1,381·10-23 J/K


Planck'sche Strahlungsformel


Wellenlängen und Intensitäten bei verschiedenen Temperaturen nach dem Wien'schen Verschiebungsgesetz
Diese Verteilung weist nach dem Wienschen Verschiebungsgesetz bei einer bestimmten Wellenlänge ein Maximum auf, das sich mit zunehmender Temperatur zu kleineren Wellenlängen hin verschiebt. Ab Temperaturen von ca. 550 °C rückt dieses Wellenlängenmaximum in den Bereich des sichtbaren Lichtes, der Körper erscheint dunkelrot glühend. Bei noch höheren Temperaturen wandert dieses Maximum immer weiter zu kürzeren Wellenlängen, deshalb erscheint das Licht einer Schweißbrennerflamme von ca. 3500 °C bläulich.
 

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