Re: Thermisches Spektrum eines schwarzen Koerpers (was: Elektrodynamik und SRT) Re: Thermisches Spektrum eines schwarzen Koerpers (was: Elektrodynamik und SRT) Source: http://newsgroups.derkeiler.com/Archive/De/de.sci.physik/2010−08/msg01151.html • From: Gregor Scholten <g.scholten@xxxxxx> • Date: Mon, 30 Aug 2010 02:43:07 −0700 (PDT) On 30 Aug., 03:19, r...@xxxxxxxxxxxxxxxxxx (Stefan Ram) wrote: Ursache für die Emission der Wellen ist die thermische Kopplung der Glühwendel an das elektromagnetische Feld, über die die Wendel Energie in Form von elektromagnetischer Wärmestrahlung abgibt. Kann man die Wärmestrahlung von Materie sozusagen »mikroskopisch« durch Bewegung von Ladungsträgern erklären, indem man die Beiträge einzelner Ladungsträger in Materie aufsummiert? der Plancksche Zugang zur Temperaturstrahlung ging über das Konzept der thermodynamischen Gleichgewichts aus der phänomenologischen Thermodynamik: man betrachtet die Wände des Hohlkörpers und das Strahlungsfeld im Innenraum als zwei Systeme, die miteinander im Gleichgewicht stehen. Darüber, wie dieses Gleichgewicht mikroskopisch betrachtet zustandekommt, darüber schwieg Planck sich aus. Im Rahmen der modernen Quantenlektrodynamik ist das auch nicht klar: für das quantisierte EM−Feld in Wechselwirkung mit Materie gibt es bislang keine exakte Lösung. Zumindest klassisch kann man sich Strahlungsemission so vorstellen, dass jeder Ladungsträger einen Beitrag zum Feld (nicht direkt zur Strahlungsleistung!) liefert, und sich die Beiträge aller Ladungsträger summieren. Jedoch ist unklar, inwieweit sich das auf die Wärmestrahlung übertragen lässt, da es diese klassisch nicht gibt. Wie bildet sie sich heraus? Ein einzelnes Elektron wird vermutlich kein Schwarzkörperspektrum einer bestimmten Temperatur emitieren? Ein einzelnes Wasserstoffatom? Zwei Wasserstoffatome? Drei? Ab wann kann man dieses Spektrum beobachten? versuchen wir uns das mal qualitativ vorzustellen: ein H−Atom emittiert Licht nur auf diskreten Spektrallinien. Das passt damit Re: Thermisches Spektrum eines schwarzen Koerpers (was: Elektrodynamik und SRT) 1 Re: Thermisches Spektrum eines schwarzen Koerpers (was: Elektrodynamik und SRT) zusammen, dass verdünnte Gase − wie z.B. in einer Quecksilberdampflampe − nur ein diskretes Spektrum emittieren, das allerdings mit der Planck−Kurve moduliert ist. Bei verdichteten Gasen kommen Linienverbreitungseffekte hinzu, etwa durch Kollisionen der Atome/Moleküle. Bei einem Festkörper tritt eine Bandstruktur für die Elektronen auf, mit einem Quasikontinuum an Energieniveaus − da kann man also auch ein Quasikontinuum an emittierterbaren Strahlungsfrequenzen respektive Photonenenergien erwarten. Und wie kann man mikroskopisch erklären, daß sie (WIMRE) nur von der Temperatur abhängt und nicht von der Struktur der Materie (Aggregatzustand oder chemischer Zusammensetzung, Druck u.s.w.)? oh, sie hängt ja von der Struktur der Materie ab. Die Plancksche Strahlungskurve ist eine Idealisierung für perfekte schwarze Körper. Reale Körper sind dagegen immer Graue Strahler, beschrieben durch eine wellenlängenabhängige Emittivität, die kleiner oder gleich 1 sein kann. Für einen idealen schwarzen Körper ist sie auf allen Wellenlängen 1, bei einem verdünnten Gas dagegen ist außer in der Nähe der Spektrallinien sehr klein. Und wer ist eigentlich WIMRE? Man kann WIMRE einem Elektronengas in einem Festkörper auch eine Temperatur zuordnen (nicht zu verwechseln mit der des Körpers). Kann man dazu auch ein Schwarzkörperspektrum beobachten? gute Frage. . Re: Thermisches Spektrum eines schwarzen Koerpers (was: Elektrodynamik und SRT) 2