Hohlraumstrahlung

Stichpunkte

Allgemein
	Unter Hohlraumstrahlung versteht man die elektromagnetische Strahlung innerhalb eines abgeschlossenen Hohlraums im thermischen Gleichgewicht
	Die Hohlraumstrahlung ist eine sehr gute Näherung der thermischen Strahlung eines schwarzen Körpers
	ein Körper strahlt in einer Wellenlänge z.B. nur 50% der Energie ab
	dass die Absorption und die Emission zueinander proportional sind: Nehmen wir an
	Dies ist eine Folge der Tatsache
	die ein schwarzer Körper abstrahlen würde
	der Rest wird reflektiert
	Dann nimmt er von auftreffender Strahlung dieser Frequenz auch nur 50% auf
	irgendwann wieder auf eine Wand
	In einem abgeschlossenen Hohlraum trifft nun jegliche Strahlung
	die emittiert oder reflektiert wurde
	die Strahlung im Hohlraum wäre weniger als die Schwarzkörperstrahlung
	Nehmen wir nun an
	Wenn die Strahlung auf die Wand trifft
	dann werden 50% davon absorbiert
	ist also weiterhin im Hohlraum
	sind also nicht mehr im Hohlraum; der Rest wird reflektiert
	die ein schwarzer Körper ausgestrahlt hätte
	Gleichzeitig sendet aber die Wand aufgrund ihrer Wärme 50% der Strahlung aus
	als der (nicht-schwarze) Körper ausgestrahlt hat
	und somit weniger
	Da nun weniger Strahlung im Hohlraum ist
	ist die davon absorbierte Hälfte natürlich auch weniger als die Hälfte der Schwarzkörperstrahlung
	als für einen schwarzen Körper im Gleichgewicht zu erwarten
	sondern die Strahlung im Hohlraum nimmt zu
	Das System ist also nicht im Gleichgewicht
	nähert sich also der Schwarzkörperstrahlung von unten an
	dass bei mehr Strahlung im Hohlraum
	Eine analoge Argumentation ergibt
	der Körper mehr Strahlung absorbiert als er abgibt
	als für einen ideal schwarzen Körper zu erwarten wäre
	so dass auch in diesem Fall sich die Menge der Strahlung derjenigen des ideal schwarzen Körpers annähert
	wie auch bei einem ideal schwarzen Körper darinnen wäre
	Somit ist im Gleichgewicht gerade so viel Strahlung im Hohlraum
	aber der Unterschied ist normalerweise klein genug
	außerdem kann der Festkörper für bestimmte Frequenzen teilweise transparent sein)
	um ihn vernachlässigen zu können. siehe auch: Plancksches Strahlungsgesetz
	Reale Hohlräume sind allerdings nicht ganz perfekt (so muss man z.B. ein Loch hinein "bohren"
	um die Hohlraumstrahlung überhaupt messen zu können

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