Eines der experimentellen Ergebnisse, das im späten 19. Jahrhundert die Aufmerksamkeit der Wissenschaftler am meisten auf sich zog, war die Studie des Lichts, das von Körpern abgegeben wird, wenn sie sehr heiß sind, wie z. B. "heißes Eisen" oder sogar eine Kohle in Glut. Schon die Schmiede wussten damals, dass Eisen, wenn es rot wurde, eine Temperatur von etwa 1.000 K hatte, was die Bearbeitung erleichterte.
Um das von heißen Körpern emittierte Licht zu untersuchen, wurde ein Modell vorgeschlagen, bei dem nur die Strahlung berechnet werden sollte, die durch die thermische Bewegung des Körpers erzeugt wird. Ein solcher Körper sollte die gesamte Strahlung, die ihn erreicht, absorbieren und nicht reflektieren können. Somit müsste die Karosserie komplett schwarz sein, daher der Name des Modells: Schwarzkörperstrahlung.
Wenn wir in die Vergangenheit blicken, können wir unter Berücksichtigung des heutigen Wissens feststellen, dass die Untersuchung der Schwarzkörperstrahlung die Entstehung von Quantenmechanik
Zuerst müssen wir wirklich verstehen, was Schwarzkörperstrahlung ist. Wenn wir einen Körper erhitzen, beginnt er elektromagnetische Strahlung auszusenden. Somit können wir sagen, dass das Spektrum dieser Strahlung von der Körpertemperatur abhängt. Beispielsweise erzeugt der Ofen einer Stahlindustrie oder die Sonne durch thermische Bewegung Strahlung. Wenn wir uns die glühenden Kohlen ansehen, sehen wir tatsächlich die Schwarzkörperstrahlung eines Körpers mit sehr hoher Temperatur.
Glühlampe
Ein Beispiel für Schwarzkörperstrahlung, die wir im Alltag haben, ist die Glühlampe. Wenn ein elektrischer Strom durch den Glühfaden der Lampe fließt, erwärmt sich dieser durch den Joule-Effekt und verhält sich praktisch wie ein schwarzer Körper. Bei einer Temperatur nahe 2000 K wird ein Teil der Energie als sichtbares Licht emittiert, das zur Beleuchtung verwendet wird. Ein Großteil der Wärmeenergie wird jedoch im Infrarotspektrum abgegeben und nicht für die Beleuchtung genutzt.
Um die Beleuchtungseffizienz einer elektrischen Lampe zu erhöhen, ist es notwendig, die Temperatur des Glühfadens zu erhöhen. Um sonnenlichtähnliches Licht zu erzeugen, muss der Glühfaden bei einer Temperatur ähnlich der Sonnenoberfläche betrieben werden, die etwa 5.700 K beträgt. Das zur Herstellung von Lampenglühfäden verwendete Wolfram hat eine Schmelztemperatur von 3137 K.
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Von Domitiano Marques
Abschluss in Physik
Brasilianisches Schulteam
Moderne Physik - Physik - Brasilien Schule
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SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Schwarzkörperstrahlung"; Brasilien Schule. Verfügbar in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/radiacao-corpo-negro.htm. Zugriff am 27. Juni 2021.
