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Wärmestrahlung

5. Klasse ‐ Abitur

Wärmestrahlung ist ganz allgemein die Abgabe von Wärme in Form von elektromagnetischen Wellen. Da Wärmestrahlung, die von einem anderen Körper absorbiert wird, diesen erwärmt, ist Wärmestrahlung neben Wärmeleitung und Konvektion eine drei Formen des Wärmetransports und zudem die einzige Möglichkeit, Wärme durch das Vakuum zu übertragen.

Wenn sich Strahler und Empfänger von Wärmestrahlung im thermischen Gleichgewicht befinden, nennt man die Strahluzng auch Temperaturstrahlung. Ein idealer Temperaturstrahler ist ein schwarzer Strahler, dessen Spektrum zwar kontinuierlich ist, aber ein deutliches Maximum aufweist. Die Wellenlänge des Intensitätsmaximums, \(\lambda_\text{max}\), ist gemäß den Strahlungsgesetzen mit der Temperatur T über den Wien’schen Verschiebungssatz verknüpft, es gilt:

\(\lambda_\text{max} \cdot T = 2,898\ \text{mK}\cdot \text m\)

Bei Temperaturen zwischen wenigen Kelvin und etwa 3700 K liegt diese Wellenlänge im infraroten Spektralbereich, weswegen „Wärmestrahlung“ ind „Infrarotstrahlung“ oft fälschlich als dasselbe angesehen werden.

Anschaulich gesprochen gibt der Wien’sche Verschiebungssatz die Farbe eines „schwarzen“ Strahlers an: Ein 300 K warmen schwarzer Karton ist Infrarot, also schwarz, ein Stück rotglühendes Eisen rot und die Sonne grün (sie sieht nur aufgrund atmosphärischer Effekt gelb aus ...).