next up previous contents
Next: Probleme mit der Emissivität Up: Strahlungstheorie Previous: Thermisches Differential

 

Emissivität

Die in den letzten Abschnitten erläuterten Beziehungen gelten in dieser Form nur für schwarze Strahler. Reale Objekte lassen sich in den meisten Fällen nur ungenügend durch die Schwarzkörperstrahlung beschreiben.

Im Gegensatz zu einem schwarzen Körper absorbieren Oberflächen realer Körper nur einen Bruchteil tex2html_wrap_inline12222 der auftreffenden Strahlung. Ein weiterer Anteil tex2html_wrap_inline12224 wird von der Oberfläche reflektiert und ein weiterer Bruchteil tex2html_wrap_inline12226 durchdringt den Körper ohne absorbiert zu werden. Die spektrale Emissivität tex2html_wrap_inline12228 bezeichnet den Bruchteil der Strahlung, die den Körper durch thermische Emission verlä\3t. Befindet sich ein Körper im thermodynamischen Gleichgewicht, so mu\3 die absorbierte Strahlungsenergie wieder emittiert werden, da sich sonst die Temperatur ändern würde, d. h. tex2html_wrap_inline12230. Für die gesamte Strahlungsbilanz ergibt sich aus Gründen der Energieerhaltung:
 equation441
Dieser Zusammenhang ist als Kirchhoffsches Gesetz bekannt.

absorb

  figure1096
Abbildung: Der auf einen Körper auftreffende Strahlungsflu\3 tex2html_wrap_inline12232 wird zu einem Bruchteil tex2html_wrap_inline12234 reflektiert, zu einem Bruchteil tex2html_wrap_inline12236 transmittiert und zu einem Bruchteil tex2html_wrap_inline12238 im Körper absorbiert. Gleichzeitig emittiert der Körper die Temperaturstrahlung tex2html_wrap_inline12240, wobei tex2html_wrap_inline12242 der emittierte Flu\3 eines schwarzen Körpers bei gleicher Temperatur ist. Im thermodynamischen Gleichgewicht gilt tex2html_wrap_inline12244.

Abbildung 2.7 zeigt schematisch die Verteilung der Strahlung, die einen Körper verlä\3t, auf die verschiedenen Anteile. In der Strahlungsbilanz ist die Summe der emittierten und absorbierten Leistung identisch zur auftreffenden Strahlungsleistung. Aufgrund der Eigenschaften der Oberfläche eines Körpers unterscheidet man verschiedene Typen von Strahlern. Einige Spezialfälle sind:

Die spezifische Ausstrahlung eines realen Körpers reduziert sich auf
equation456
und die spezifische Ausstrahlung innerhalb eines Wellenlängenintervalls ergibt sich als:
 equation460
wobei im folgenden tex2html_wrap_inline12228 als spektrale Emissivität bezeichnet wird.

Ein schwarzer Körper emittiert demnach die grö\3tmögliche Strahlungsleistung bei gegebener Temperatur, während transparente und spiegelnde Oberflächen ein Minimum an Temperaturstrahlung emittieren. Allgemein definiert man als Emissivität tex2html_wrap_inline12286 eines Körpers das Verhältnis seiner spezifischen Ausstrahlung zu der eines schwarzen Strahlers der gleichen Temperatur:
equation471



next up previous contents
Next: Probleme mit der Emissivität Up: Strahlungstheorie Previous: Thermisches Differential

Horst Haussecker
Tue Jan 14 19:32:36 MET 1997