Quelle der Wärmestrahlung

Wissenschaft Physik
#1

Hi!

Mich plagt schon etwas länger folgende physikalische Frage: Woher kommt die Wärmestrahlung, oder genauer die Schwarzkörperstrahlung?

Zur Erzeugung von Licht gibt es ja 2 Möglichkeiten:

  • a) etwas glühen lassen (Glühbirne, Kerze)

  • b) Elektronen anregen (Leuchtstofflampe, LED)

Bei b) ist mir klar, dass die Elektronen bei der Rückkehr zum energetisch günstigeren Zustand ihre Energie wieder abgeben, und zwar als Photon mit genau definierter Energie = Frequenz = Farbe.

Aber welche physikalische Vorgang erzeugt die Strahlung bei a)? Mir ist das Planck’sche Strahlungsgesetz klar, auch die Herleitung über die quantisierten Schwingungszustände. Aber dort kommt nirgends vor, was diese Strahlung erzeugt. Sind es die schwingenden Atome (Braun’sche Molkularbewegung)? Sind es eh auch Elektronen (aber wieso ergibt es dann ein kontinuierliches Sektrum)?

Vielen Dank
  Hansi

#2

Guten Abend!

Sind es eh auch Elektronen (aber wieso ergibt es dann ein
kontinuierliches Sektrum)?

Kein kontinuierliches Spektrum, sondern eine Glockenkurve mit einem Maximum der Strahlungsleistung bei einer temperaturabhängigen Wellenlänge nach dem Wienschen Verschiebungsgesetz.

Gruß
Wolfgang

#3

Moin,

Kein kontinuierliches Spektrum,

bei glühenden Flüssigkeiten und Feststoffen kann man mit sehr guter Näherung ein kontinuierliches Spektrum annehmen. Und theoretisch ist diese Frequenzverteilung zwischen Null und unendlich, wobei die Ränder natürlich arg dünn besetzt sind.

Gandalf

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#4

Hallo,

Kein kontinuierliches Spektrum, sondern eine Glockenkurve

das ist doch kein Widerspruch!

Gruß
Wolfgang

Grüße von Ph33

#5

Hi.

Sind es eh auch Elektronen (aber wieso ergibt es dann ein
kontinuierliches Sektrum)?

Kein kontinuierliches Spektrum, sondern eine Glockenkurve mit
einem Maximum der Strahlungsleistung bei einer
temperaturabhängigen Wellenlänge nach dem Wienschen
Verschiebungsgesetz.

Ist diese Kurve nicht vom Planck?
Das Wiensche stimmte nicht (nur in einem sehr begrenztem Bereich) mit der Messungen überein. (Ultraviolett Katastrophe)

Gruß
Wolfgang

Balázs

#6

Moin,

Ist diese Kurve nicht vom Planck?

ja.

Aber Wolfgang sprach vom Wienschen Verschiebungsgesetz

Gandalf

#7

Hi.

Ist diese Kurve nicht vom Planck?

ja.

Was heißt das? wirklich nicht von ihm?

Aber Wolfgang sprach vom Wienschen Verschiebungsgesetz

Genau deshalb fragte ich.
Das beschrieb ja nicht korrekt den Sachverhalt.

Gandalf

Balázs

#8

Hallo!

Danke für eure bisherigen Antworten! Kurz zur Aufklärung: Das Planck’sche Strahlungsgesetz beschreibt das kontinuierliche Spektrum eines schwarzen Strahlers, siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Plancksches_Strahlungsg…, und zwar exakt. Davor gab es andere Strahlungsgesetze (auch eines von Wien, siehe Link), die aber entweder nur die kurzen oder nur die langen Wellenlängen richtig wiedergaben.

Wien hat zusätzlich zu seinem Strahlungsgesetz auch noch sein Verschiebungsgesetz entwickelt, das die Wellenlänge des Maximums des Spektrums berechnet.

„Kontinuierliches Spektrum“ ist ein Gegensatz zum Linienspektrum, wie es im Fall b) meines ursprünglichen Postings, also bei angeregten Elektronen die ihre Energie wieder abgeben, auftritt.

Soweit bewegen wir uns noch auf halbwegs bekanntem Terrain. :smile:

Aber meine Frage ging um die physikalischen Vorgänge, die diese Strahlung erzeugen. Für Fall b) sind das die Elektronen die ihre Energie wieder abgeben. Aber woher kommt die Energie im Fall a) (der durch das Planck’sche Strahlungsgesetz beschrieben wird, das aber eh klar ist)?

Danke
Hansi

#9

Hallo!

Danke für eure bisherigen Antworten! Kurz zur Aufklärung:

Ah, das haben wir alle nötig. Danke für:smile:))

Danke
Hansi

Balázs

#10

Hallo,

die ihre Energie wieder abgeben. Aber woher kommt die Energie
im Fall a) (der durch das Planck’sche Strahlungsgesetz

dieser Fall ist also nach Hansi Glaser : „a) etwas glühen lassen (Glühbirne, Kerze)“

Aufklärung:
„Typische Beispiele dafür sind heisse Körper, bei einigen 1000 K, …. oder die Glühwendel einer Glühbirne, ….
Die elektromagnetische Strahlung entsteht dabei durch thermisch angeregte Schwingungen von Ladungen (Elektronen, Atomkerne, Ionen) im betrachteten Körper. In einem Festkörper sind die Schwingungen der vielen Freiheitsgrade (Grössenordnung 1023 ) sehr stark gekoppelt, was zu einem kontinuierlichen Strahlungsspektrum führt.“

Zitiert aus:
http://qudev.phys.ethz.ch/content/science/BuchPhysik…

Danke

Bitte

Tankred

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#11

Hallo Tankred!

Die elektromagnetische Strahlung entsteht dabei durch
thermisch angeregte Schwingungen von Ladungen (Elektronen,
Atomkerne, Ionen) im betrachteten Körper.

Zitiert aus:
http://qudev.phys.ethz.ch/content/science/BuchPhysik…

Aaaah, suuper, danke! Ein super Artikel!

Danke
Hansi