Kirchhoffsches Strahlungsgesetz
Das Kirchhoffsche Strahlungsgesetz beschreibt den Zusammenhang zwischen Absorption und Emission eines realen Körpers im [thermischen Gleichgewicht]. Das Kirchhoffsche Strahlungsgestz ist nach dem deutschen Physiker Gustav Robert Kirchhoff benannt.Im thermischen Gleichgewicht treten keine Wärmeflüsse auf; alles ist gleichwarm. Der Anteil wie auch der Absolutbetrag der spezifischen, gerichteten, absorbierten () und spezifischen, gerichteten, emitierten () Strahlungsenergie wird gleichgroß.
Auch bei Systemem, die nicht im thermischen Gleichgewicht stehen, ist das Kirchhoffsche Gesetz meist eine technisch brauchbare Näherung.
Anwendungsbeispiele:
1) Ein Ofen wird erhitzt und ist im thermischen Gleichgewicht. Dann sind im Innern des Ofens keine Strukturen erkennbar: Gegenstände im Ofen, die die Strahlung gut absorbieren, sind auch gute Strahler. Gegenstände, die gar nicht absorbieren, sind entweder transparent (Gase) oder sie reflektieren den Teil der Strahlung, den sie nicht selbst ausstrahlen. Alle Elemente im Ofen weisen somit die gleiche Strahlungsdichte S/A auf und können deshalb anhand der Strahlung nicht unterschieden werden.
2) Ein Körper erscheint transparent, er absorbiert keine Stahlung. Folglich ist A = 0, damit S = 0: der Körper sendet keine Strahlung aus.
Beispiele bei denen das thermische Gleichgewicht nicht annehmbar ist:
1) Eine heiße Gasflamme leuchtet. Sie stahlt Energie entsperchend ihrer inneren Struktur ab. Besonders deutlich wird dies bei einer Kerze. Die Umgebung strahlt bei weitem nicht die selbe Energiemenge zurück. Es treten große Wärmeströme und Strahlungswärmeströme auf, die die Flamme kühlen.
2) Ein kaltes Leuchtmittel (z.B.: Leuchtdiode, Neonröhre) emittiert deutlich mehr Strahlungsenergie einer Frequenz als ein gleichwarmer, schwarzer Körper. Ein Emissionsgrad größer eins ist aber vom Kirchhoffschen Gesetz ausgeschlossen. Es ist hier nicht anwendbar, da in den Leuchtmitteln das themodynamische Gleichgewicht nicht vorliegt. Bei Glühbirnen ist es jedoch eine gute Näherung.
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