Temperaturstrahlung. Inhaltsverzeichnis. 1 Versuchsziel 1
|
|
- Teresa Schenck
- vor 7 Jahren
- Abrufe
Transkript
1 σ Inhaltsverzeichnis 1 Versuchsziel 1 2 Grundlagen Strahlung Strahlungsstrom Strahlstärke Strahldichte Bestrahlungsstärke Totales Emissionsvermögen Spektrale Grössen Absorptionszahl Strahlungsgesetze Kirchhoffsches Gesetz Plancksches Strahlungsgesetz Wiensches Verschiebungsgesetz Aufgaben 7 4 Durchführung der Versuche Die Thermosäule Der Messverstärker Der Leslie-Würfel Versuchsaufbau Auswertung A Raumwinkel 12 B Zu beantwortende Fragen 13 c BUC
2 1 Versuchsziel Es soll die in Abhängigkeit von der Temperatur und der Oberflächenbeschaffenheit untersucht werden. 2 Grundlagen 2.1 Strahlung Wärme kann statt durch direkten Kontakt zweier Körper auch berührungslos durch Strahlung, insbesondere durch elektromagnetische Wellen, übertragen werden. Die Geschwindigkeit der e.m. Wellen beträgt im Vakuum c = m/s. In einem transparenten Material ist die Geschwindigkeit gegeben durch u = c/n wobei n der Brechungsindex des Materials ist. Die Wellen unterscheiden sich durch ihre Wellenlänge λ, der Wellengeschwindigkeit u und der Frequenz ν, wobei zwischen diesen drei Grössen die Beziehung u = λ ν besteht. Die Wellenlänge der e.m. Wellen varieren über viele Grössenordnungen. Folgendes Spektrum entsteht: Radiowellen Mikrowellen Infrarot UV Röntgen Licht Abbildung 1: Wellenlänge in (m) Elektromagnetische Strahlung, die Wärme transportiert, wird Wärmestrahlung genannt. Genau genommen ist jedoch jede elektromagnetische Strahlung in diesem Sinne Wärmestrahlung. So z.b. auch langwellige Radiowellen, denn wenn diese Strahlung absorbiert wird, bewirkt sie letzten Endes stets eine Temperaturerhöhung des absorbierenden Körpers und hat ihm somit Wärme übertragen. Mit dem Begriff Wärmestrahlung ist eigentlich die elektromagnetische Strahlung gemeint, die ein Körper allein auf Grund seiner Temperatur abstrahlt und deren Energie aus der inneren Energie des Körpers stammt. Genauer und weniger missverständlich wird diese Strahlung als bezeichnet. Die infrarote, sichtbare und ultraviolette Strahlung, die ein glühender Köper emittiert, ist. Die Strahlung, die von einer Gasentladung, z.b. in einer Leuchtstoffröhre, erzeugt wird, ist dagegen keine. In einer Gasentladung werden die Atome nicht in erster Linie durch ihre thermische Bewegung zum Leuchten angeregt, sondern vor allem durch Stösse mit Elektronen oder Ionen, die durch elektrische Felder beschleunigt wurden. Um zu emittieren, muss ein Körper jedoch nicht glühend sein. Jeder Körper emittiert, gleichgültig, wie hoch oder wie niedrig seine Temperatur ist; bei zu tiefer Tempratur ist die Strahlung lediglich im infraroten statt im sichtbaren Spektralbereich. Die moderne Quantenphysik zeigt, dass die e.m. Strahlung auch als ein Strom von Lichtteilchen (Photonen) aufgefasst werden kann; ein Photon hat die Energie E = h ν. Die Naturkonstante h bezeichnet man nach M. Planck ( ) als Plancksche Konstante. 1/13
3 2.2 Strahlungsstrom Unter dem Strahlungsstrom Φ versteht man die gesamte abgestrahlte oder einfallende Strahlungsleistung. Seine Einheit ist [Φ] = W. Durch eine geschlossene Fläche fliesst soviel Leistung, wie die eingeschlossenen Strahlungsquellen abgeben. 2.3 Strahlstärke Es interessiert jetzt nicht mehr die gesamte Leistung des Strahlers, sondern der Anteil der durch einen bestimmten Raumwinkel Ω fliesst (Zur Definition des Raumwinkels siehe Anhang A). Die Strahlstärke I ist definiert durch: I = dφ dω Die Strahlstärke hat die Einheit W/sr. (1) Die Sonne ist eine kugelförmige Lichtquelle. Sie strahlt in alle Richtungen gleichviel ab. Die gesamte Strahlungsleistung (Strahlungsstrom) bezeichnen wir mit Φ Sonne. Eine gedachte Hohlkugel um die Sonne hat den Raumwinkel 4π. Die Strahlstärke ist folglich: I Sonne = Φ Sonne 4π (2) 2.4 Strahldichte Für nicht punktförmige Strahler ist die Strahlstärke abhängig von der Fläche der Strahlungsquelle, da s, und dem Betrachtungswinkel ϑ (siehe Anhang A). Da da s in der Richtung ϑ um den Faktor cos ϑ verkleinert erscheint, gilt: und di = L(ϑ, ϕ) da s cos ϑ (3) dφ = di dω = L(ϑ, ϕ) da s cos ϑ dω. (4) Der Proportionalitätsfaktor L(ϑ, ϕ) heisst Strahldichte und hat die Einheit Wm 2 sr 1. z. ϕ. dσ x. dω y Abbildung 2: Strahldichte 2/13
4 Wenn L(ϑ, ϕ) von ϑ und ϕ unabhängig ist, spricht man von Lambertschen Strahlern (J.H. Lambert ( )). Die Strahldichte ist also bei diesen für alle Richtungen gleich gross. Beispiele sind diffus strahlende Oberflächen, schwarze Körper oder der Hohlraumstrahler. Die Begriffe schwarzer Körper und Hohlraumstrahlung werden in 2.8 behandelt. Für die Strahlstärke ergibt sich das Lambertsche Gesetz: I = I 0 cos ϑ, dφ cos ϑ. (5) Bei sichtbarer Strahlung wird L mit Leuchtdichte oder Flächenhelligkeit bezeichnet. 2.5 Bestrahlungsstärke Die Bestrahlungsstärke ist der Strahlungsstrom pro Flächeneinheit beim Empfänger: E = Φ A. (6) Sie hat die Einheit Wm 2. Wenn die Einfallsrichtung der Strahlung mit der Normalen der Empfängerfläche da den Winkel ε einschliesst, gilt Ω = da cos ε, (7) r2 wobei r den Abstand des Empfängers von der Quelle bedeutet. Mit Φ = I Ω (8) ergibt sich: E = I cos ε. (9) r2 2.6 Totales Emissionsvermögen Die Integration der Strahldichte welche von da s in den oberen Halbraum HR abgestrahlt wird (z > 0, vgl. Abbildung 2) ergibt das totale Emissionsvermögen 1 K der Fläche da s : K = K hat die Einheit Wm 2. Für die Hohlraumstrahlung in den oberen HR ergibt sich: HR L(ϑ, ϕ) cos ϑ dω. (10) K = L HR cos ϑ dω = L 2π π/2 ϕ=0 ϑ=0 sin ϑ cos ϑ dϑ dϕ = L π. (11) 2.7 Spektrale Grössen Die Grössen Φ, I, L, K beziehen sich auf die Gesamtstrahlung, d.h. auf die Strahlungsleistung integriert über alle Wellenlängen. Oft interessiert die Abhängigkeit der Strahlung von der Wellenlänge. Dies wird durch die spektralen Grössen Φ λ, I λ, L λ, K λ ausgedrückt. 1 Das lateinische Wort emissio bedeutet u.a. das Entsenden, Werfen eines Geschosses. 3/13
5 Sie geben den Strahlungsstrom, die Strahlstärke, die Strahldichte und das Emissionsvermögen pro Wellenlängeneinheit, z.b. pro µm. Die Einheiten der spektralen Grössen sind: [Φ λ ] = W µm 1, [I λ ] = W sr 1 µm 1, [L λ ] = W m 2 sr 1 µm 1, [K λ ] = W m 2 µm 1. Aus den spektralen Grössen ergeben sich die Grössen der Gesamtstrahlung durch Integration: Φ = 0 Φ λ dλ I = 2.8 Absorptionszahl 0 I λ dλ L = 0 L λ dλ K = 0 K λ dλ. (12) Die Absorptionszahl 2 A λ ist das Verhältnis von absorbierter Strahlungsleistung Φ λa zu einfallender Strahlungsleistung Φ λe : Auf Grund des Energiesatzes gilt A λ = Φ λa Φ λe. (13) Φ λa = Φ λe Φ λr, (14) wobei Φ λr die reflektierte Strahlungsleistung bedeutet. Es ist stets 0 A λ 1. (15) Die Absorptionszahl hängt ab vom Material und von der Struktur der Oberfläche und ist im allgemeinen eine Funktion der Wellenlänge und der Temperatur. Ein Körper mit A λ (λ, T ) = 1 für alle λ und T wird schwarzer Körper oder idealer Temperaturstrahler genannt. Strahlungsgrössen schwarzer Körper werden mit dem Index s bezeichnet. Ein schwarzer Körper ist natürlich eine Idealisierung. Jeder reale Körper hat eine Absorptionszahl, die kleiner ist als 1. Die beste Realisierung eines schwarzen Körpers ist ein Hohlraum mit einem kleinen Loch. Aus diesem Grund wird die Schwarzkörperstrahlunghäufig auch Hohlraumstrahlung genannt. Für einen grauen Körper ist die Absorptionszahl unabhängig von λ und kleiner als Strahlungsgesetze Wie bereits in der Einleitung gesagt wurde, strahlt jeder beliebige Körper. Wenn seine Temperatur hoch ist, wird die abgestrahlte Energie gross sein. Ist seine Temperatur tief, so wird die abgestrahlte Energie kleiner sein. Wir wollen nun das Strahlungsverhalten eines beliebigen Körpers mit der Temperatur T studieren. 2 Das lateinische Wort absorbere bedeutet aufsaugen, verschlucken. 4/13
6 2.9.1 Kirchhoffsches Gesetz G.R. Kirchhoff ( ) bewies 1859 allein auf Grund des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik (siehe Skript Wärmelehre), dass das Verhältnis von spektralem Emissionsvermögen und Absorptionsvermögen eine universelle Funktion ist. Kirchhoffsches Gesetz: K λ (λ, T ) A λ (λ, T ) = f(λ, T ) universelle Funktion. (16) Damit stellte sich das Problem, diese universelle Funktion zu bestimmen. Für A λ = 1, d.h. für einen schwarzen Körper, folgt f(λ, T ) = K λs (λ, T ). (17) Die universelle Funktion f(λ, T ) ist also nichts anderes als das spektrale Emissionsvermögen des schwarzen Körpers. Das spektrale Emissionsvermögen eines beliebigen Körpers kann ausgedrückt werden als das Produkt von seinem spezifischen Emissionsverhältnis ε λ und dem spektralen Emissionsvermögen des schwarzen Körpers: K λ = ε λ (λ, T ) K λs (λ, T ). (18) Aus dem Kirchhoffschen Gesetz folgt dann, dass Emissionsverhältnis und Absorptionszahl eines Körpers identisch sind: ε λ (λ, T ) A λ (λ, T ). (19) Plancksches Strahlungsgesetz Erst Ende des Jahres 1900 gelang es M. Planck, die Funktion K λs herzuleiten. Es war dann A. Einstein ( ) der die kühne Interpretation von Plancks Resultat propagierte, dass die Strahlung nur in Form von ganz bestimmten Energiebeträgen E = h ν (Energie eines Photons) abgegeben kann. Dies markierte den Übergang von der klassischen Physik zur Quantenphysik. Das Plancksche Strahlungsgesetz kann entweder als K νs (ν, T ) oder als K λs (λ, T ) geschrieben werden. Plancksches Strahlungsgesetz: K νs (ν, T ) dν = K λs (λ, T ) dλ = 2 π h ν3 c 2 (e h ν k T 1) 2 π h c 2 λ 5 (e h c λ k T 1) dν, (20) dλ. (21) c = 2, m s 1 Lichtgeschwindigkeit h = 6, J s Plancksche Konstante k = 1, J K 1 Boltzmann-Konstante Die Plancksche Strahlungsfunktion enthält nur die Naturkonstanten c, h und k und ist daher tatsächlich eine universelle Funktion. 5/13
7 Abbildung 3 zeigt die Strahlungsfunktion für die Temperaturen 3000, 4000, 5000 und 6000 K. K λs Wm 2 µm nm λ Abbildung 3: Plancksche Strahlungsfunktion Die Integration von K λs über das ganze Spektrum liefert das totale Emissionsvermögen K s : K λs (λ, T ) dλ = K s = σ T 4. (22) 0 Dabei ergibt sich für die sogenannte Stefan-Boltzmann-Konstante σ: Wiensches Verschiebungsgesetz σ = 2 π5 k 4 15 c 2 h 3 = 5, W m 2 K 4. (23) Das Maximum der Planckschen Strahlungsfunktion verschiebt sich mit zunehmender Temperatur zu kürzeren Wellenlängen. Wiensches Verschiebungsgesetz: Die Konstante b ist: λ max T = b. (24) b = 2, m K. (25) 6/13
8 3 Aufgaben 1. Man messe das Gesamtemissionsvermögen der verschiedenen Oberflächen des Leslie- Würfels und kommentiere das Resultat. 2. Man messe die Strahlungsleistung eines Hohlraumstrahlers als Funktion der Temperatur und berechne die Stefan-Boltzmann Konstante σ. 3. Man trage die Messergebnisse auf doppelt-logarithmischem Papier auf und bestimme mit Hilfe der Geraden den Exponenten für die absolute Temperatur und nochmals die Stefan-Boltzmannsche Konstante σ. 4. Beantworten Sie die Fragen im Anhang B. 4 Durchführung der Versuche 4.1 Die Thermosäule Zur Messung der Wärmestrahlung dient eine Mollsche Thermosäule[2]. Diese besteht aus einem massiven Metallgehäuse von 34 mm Durchmesser und etwa 80 mm Länge, in das ein polierter Metalltrichter mit 22 0ffnungswinkel und einem kleinsten Durchlass von 10 mm Durchmesser eingearbeitet ist. Hinter diesem liegt eine geschwärzte Scheibe von 10 mm Durchmesser mit 16 Thermoelementen. Diese bestehen aus Bändchen aus Konstantan und Manganin, die mit Silber zusammengelötet und vorderseitig mit Russ geschwärzt sind. Jedes Band ist etwa 0,5 mm breit und 5 µm dick. Die Lötstellen liegen auf dem senkrechten Durchmesser der Fläche, während die Enden der Bändchen an dickere Kupferstäbe gelötet sind, so dass ihre Temperatur konstant und gut definiert ist. Die einfallende Strahlung wird vom Russ absorbiert, wodurch sich die vordere Lötstelle erwärmt. Die erzeugte Thermospannung ist ein Mass für die Strahlung. Der Innenwiderstand der Thermosäule beträgt ungefähr 10 Ω und die Empfindlichkeit auf die Wärmestrahlung ist ca. 0,16 mv Thermospannung pro mw Strahlung. Die Thermosäule ist zur Aufbewahrung und für den Transport durch eine in einem Metallring gefasste Glasscheibe geschützt. Diese muss für die Messungen abgenommen werden, soll aber sofort nach Beendigung der Messungen wieder aufgesetzt werden. Führen oder stecken Sie niemals einen Gegenstand ins Innere der Thermosäule hinein. Dies würde sofort zur Zerstörung der Thermoelemente führen. 4.2 Der Messverstärker Der Messverstärker stellt in Verbindung mit einem entsprechenden Drehspulinstrument ein kalibriertes Voltmeter für Gleichspannungen im Milli- und Mikrovolt-Bereich dar. Er ist an ein Drehspulinstrument mit einem Messwerk 60 mv/300 µa angepasst. Das Drehspulinstrument ist vor dem Einschalten des Messverstärkers an den Verstärkerausgang anzuschliessen. Das Gerät weist 7 Messbereiche auf, die mit dem Messbereiswahlschalter eingestellt werden können. Je nach der Skaleneinteilung des verwendeten Drehspulinstruments ist 7/13
9 der obere oder untere Halbkreis der Messbereichskala zu benützen. Zu Beginn ist der Schalter immer auf 30 mv einzustellen. Die Thermosäule wird an die Eingangsbuchsen (0 U e ) angeschlossen, die mit Hilfe eines speziellen Schalters kurzgeschlossen werden können. Etwa 15 Minuten nach dem Einschalten kann mit dem Abgleichen des Messverstärkers begonnen werden. Bei kurzgeschlossenem Eingang wird der Nullpunkt eingestellt. Dazu dienen zwei Drehknöpfe, einer zur Grob- und einer zur Feineinstellung. Nachdem der Kurzschlussschalter geöffnet worden ist, kann die Empfindlichkeit sukzessive erhöht werden. Eine dabei vom Messinstrument angezeigte Spannung kann durch Einschalten einer Kompensationsspannung U kompensiert werden, wofür wieder eine Grob- und eine Feinregulierung zur Verfügung steht. Für eine Überprüfung des Nullpunktes muss jeweils die Kompensationsspannung ausgeschaltet werden. Sobald Nullpunkt und Kompensation für den empfindlichsten Messbereich richtig eingestellt sind, ist der Verstärker messbereit. 4.3 Der Leslie-Würfel Der Leslie-Würfel wird mit warmem Wasser gefüllt und in ca 5 cm Abstand vor der Thermosäule aufgestellt. Der Reihe nach wird die von den vier verschiedenen Flächen emittierte Strahlung gemessen. 4.4 Versuchsaufbau Wir wollen das Gesamtemissionsvermögen eines schwarzen Körpers messen. Als Modell eines schwarzen Körpers dient uns ein Rohrofen mit Schwarzkörperzusatz. Wenn sich der Schwarzkörperzusatz auf der Temperatur T befindet, wirkt die vordere Öffnung als schwarzer Strahler mit einer Fläche A 1 = d2 π. Diese Fläche hat ein Gesamtemissionsvermögen 4 gemäss Formel (22): K s = σ T 4 (26) Andererseits strahlt die Umgebung, welche die Temperatur T 0 hat, auf den schwarzen Strahler ein.das Gesamtemissionsvermögen der Umgebung ist: K s = σ T 4 0 (27) Die Differenz zwischen aus- und eingestrahlter Leistung des schwarzen Körpers ist somit: K s = K s (T ) K s (T 0 ) = σ (T 4 T 4 0 ) (28) Dies ist die pro Flächen- und Zeiteinheit durch Strahlung an die Umgebung der Temperatur T 0 verlorene Energie eines schwarzen Körpers mit der Temperatur T. Der einseitig geschlossene, brünierte Messingzylinder, der in einen kleinen Rohrofen passt, dient als Hohlraumstrahler. Seine geschlossene Seite ist mit einer Bohrung versehen, in die ein Thermometer gesteckt werden kann. Vor der Öffnung des Messzylinders wird eine wassergekühlte Blende montiert, die für eine wohldefinierte Begrenzung der strahlenden Fläche sorgt. Der Rohrofen mit dem Messingzylinder, die wassergekühlte Blende und die Thermosäule werden auf einer optischen Bank montiert und so justiert, dass Achsen zusammenfallen. Zwischen Ofen und Thermosäule kann zur Abschirmung der Umgebungsstrahlung eine Irisblende angebracht werden. 8/13
10 Hohlraum. d D gekühlte Blende Irisblende R Thermosäule. Abbildung 4: Versuchsaufbau Da die Thermosäule stets auch Strahlung vom Rand der gekühlten Blende empfängt, muss die Kompensationsspannung am Messverstärker bei laufender Wasserkühlung eingestellt werden. Nachdem die Kompensation bei kaltem Ofen justiert worden ist, wird der Ofen eingeschaltet. Nach jeweils 20 C Temperaturerhöhung wird die Thermospannung abgelesen, wobei nach Bedarf der Messbereich des Verstärkers umzuschalten ist. Die Temperatur soll 350 C nicht überschreiten. Wenn der Ofen stark erhitzt wird und die Termosäule auf Zimmertemperature ist, könnte es passieren, dass eine ungewollte Wärmestrahlung vom Ofen zur Thermosäule stattfindet. Um dies zu verhindern, soll eine zusätzliche Irisblende ungefähr in der Mitte zwischen Ofen und Thermosäule plaziert werden. Die Abdeckung der gesamten Versuchseinrichtung verhindert eine ungewollte Zustrahlung von externer Wärmestrahlung auf die Thermosäule. 4.5 Auswertung Aus den gemessenen Thermospannungen U ist nun der Netto Strahlungsstrom zur Thermosäule und die Stefan-Boltzmannsche Konstante zu berechnen. Da die Thermosäule immer die Temperatur T 0 der Umgebung hat, ergibt sich der Netto-Strahlungsstrom aus der Zustrahlung der Fläche A 1 (gekühlte Blende) zur Fläche A 2 (Eintrittsfläche der Thermosäule), vermindert um die konstante Abstrahlung der Fläche A 2 zur Fläche A 1. Die Strahldichte L s des Hohlraumes ist unabhängig von der Entfernung und unabhängig vom Winkel zwischen Flächennormalen und Strahlrichtung. Der Vergleich von (11) und (22) gibt: L s = σ T 4 (29) π Für die abgestrahlte Leistung einer Fläche da ins Raumwinkelelement dω ergibt sich gemäss Formel (4): dφ = σ T 4 da cos ϑ dω. (30) π Für die Zu- und Abstrahlung sind A 1 und A 2 sowie ihr Abstand R von Bedeutung. Die Flächenelemente sind A 1 = d2 π 4 und A 2 = D2 π 4 (31) 9/13
11 Die Berechnung des Netto-Strahlungsstroms wird ferner dadurch vereinfacht, dass A 1 und A 2 dieselbe Normale haben und die Durchmesser D und d viel kleiner als R sind. Man darf daher in (30) cos ϑ = 1 setzen und zur Berechnung des Raumwinkelelementes für die Zustrahlung zur Thermosäule die vereinfachte Formel Ω 1 = A 2 R 2 (32) verwenden. Für die Abstrahlung von der Thermosäule zur Öffnung des schwarzen Strahlers gilt Ω 2 = A 1 R 2. (33) Eingesetzt in (30) erhält man die Zustrahlung und die Abstrahlung Φ 1 2 = σ T 4 π A 1 Ω 1 (34) Φ 2 1 = σ T 4 0 π A 2 Ω 2. (35) Da im übrigen Raumwinkel Zustrahlung und Abstrahlung sich kompensieren und da nach (32) und (33) A 2 Ω 2 = A 1 Ω 1, ist der Netto-Strahlungsstrom zur Thermosäule Φ = Φ 1 2 Φ 2 1 = σ T 4 π A 1 Ω 1 σ T 0 4 π A 1 Ω 1. (36) Die von der Thermosäule gemessene Leistung Φ ergibt sich aus der Thermospannung U durch die Beziehung wobei die Empfindlichkeit der Thermosäule bedeutet. Damit ergibt sich aus (36) die Gleichung: U = α Φ (37) α = 0.16 mv/mw (38) U = σ T 4 π A 1 Ω 1 α σ T 0 4 π A 1 Ω 1 α. (39) Die Stefan Boltzmann Konstante σ könnte nun berechnet werden mit: σ = π U α A 1 Ω 1 (T 4 T 4 0 ). (40) Der letzte Term in (39) entspricht der Strahlung, welche die Thermosäule auf den Ofen zustrahlt. Benützen wir für diesen Term die Abkürzung U 0 = σ T 4 0 π A 1 Ω 1 α, (41) so erhalten wir mit (40) eingetzt in (41): T 4 0 U 0 = U T 4 T0 4 10/13. (42)
12 Aus jedem Paar der Messwerte (U(T ), T ) lässt sich also im Prinzip mit (40) ein Wert für σ berechnen, wobei allerdings die Genauigkeit bei kleinen Temperaturdifferenzen T T 0 gering ist. Es gibt eine Analyse der Daten mit einer besseren Statisik. Berücksichtigt man, dass U 0 bei konstantem T 0, d.h. bei gleichbleibender Umgebungstemperatur, als unveränderlich angenommen werden kann, so lässt sich mit (42) ein arithmetischer Mittelwert U 0 berechnen 3. Zur Bestimmung des Exponenten ε für die absolute Temperatur, T ε, und die Stefan Boltzmann Konstante σ benützen wir die Gleichung (39) in der Form: U + U 0 = σ A 1 Ω 1 α T ε. (43) π Der Logarithmus auf beiden Seiten von (43) ergibt: log(u + U 0 ) = log σ A 1 Ω 1 α π + ɛ log(t ). (44) Wenn man log(u +U 0 ) gegen log(t ) aufträgt, ergibt sich eine Gerade mit der Steigung ε. Die Steigung dieser Geraden sollte für die Hohlraumstrahlung mit der vierten Potenz der absoluten Temperatur zunehmen. Wählt man zwei bis drei Punkte (U + U 0, T ) auf der Geraden, so berechnet sich mit (44) die Steigung ε als auch die Strahlungskonstante σ. 3 Man sollte nicht das gewöhnliche arithmetische Mittel nehmen, sondern einen mit dem Fehler gewichteten Durchschnitt 11/13
13 A Raumwinkel Von einem Punkt O gehe ein Strahlenbündel aus. Die Fläche, die dieses Strahlenbündel auf einer Kugel mit Zentrum O und Radius 1 ausleuchtet, wird Raumwinkel genannt und mit Ω bezeichnet. Der Raumwinkel, den ein Strahlungs-Detektor (Lichtdetektor, Detektor für radioaktive Strahlung, Parabolreflektor einer Funkantenne oder aber auch ein Mikrophon) bezüglich einer punktförmigen Strahlungsquelle (Licht, radioaktive Strahlung, Funkwellen, Schall) aufspannt, ist gegeben durch die Fläche, die durch die von der Strahlungsquelle zum Rand des Detektors führenden Strahlen auf der Oberfläche der Einheitskugel um die Strahlungsquelle herausgeschnitten wird. Werden Kugelkoordinaten r, ϑ und ϕ verwendet, so kann ein differentielles Raumwinkelelement dω ausgedrückt werden durch (s. Abbildung 5): z dω dϑ ϑ ϕ y x dϕ Abbildung 5: Raumwinkelelement dω = sin ϑ dϑ dϕ. (45) Bei der Definition des Raumwinkels kann statt der Einheitskugel auch eine Kugel mit einem beliebigen Radius R verwendet werden. Die vom Strahlenbündel auf der Kugeloberfläche herausgeschnittene Fläche A muss dann mit R 2 dividiert werden: Ω = A R 2 (46) Offensichtlich ist der Raumwinkel eine dimensionslose Grösse. Häufig ist es aber nützlich, wenn deutlich gemacht werden kann, dass eine bestimmte physikalische Grösse pro Raumwinkeleinheit gerechnet ist. Dazu dient die Einheit Steradiant oder Sterad, abgekürzt: sr. Der Halbraum hat den Raumwinkel 2 π und der ganze Raum hat den Raumwinkel 4 π. Wenn der Durchmesser der Fläche des Strahlungsempfängers klein ist verglichen mit seinem Abstand zur Strahlungsquelle, kann die Wölbung der Fläche A vernachlässigt werden. Steht die Empfängerfläche senkrecht zur Verbindungslinie zwischen Quelle und Empfänger, so kann für A einfach die Fläche des Empfängers eingesetzt werden. 12/13
14 B Zu beantwortende Fragen 1. Was ist der Unterschied zwischen der Wärmestrahlung und der? 2. Die Bestrahlungsstärke der Sonnenstrahlung ausserhalb der Erdatmosphäre wird Solarkonstante genannt. Sie beträgt 1,36 kwm 2. Berechnen Sie den Strahlungsfluss der Sonne, Φ Sonne, und die Strahlstärke I Sonne. 3. Ein Laserdiode eines CD Spielers emittiert bei einer Wellenlänge von 1300 nm. Die Leistung sei 0.5 mw. Wieviel Photonen treffen pro Sekunde auf der CD auf? 4. Geben Sie zwei Beispiele von Nicht Lambertschen Strahlern. 5. Was ist der Unterschied zwischen dem spektralen Emissionsvermögen und dem Gesamtemissionsvermögen? 6. Eine Wärmebildaufnahme zeigt ein Fenster bei 294 K. Bei welcher Wellenlänge liegt das Maximum der ausgesandten Strahlung? (Annahme: es handle sich um einen schwarzen Körper) 7. Wie kommt der Treibhauseffekt zustande? (Hinweis: einen guten Überblick finden Sie in [3], Seite 575.) Literatur [1] Wärmelehre, Skript zur Vorlesung in Physik an der Hochschule für Technik Rapperswil. [2] Ch. Gerthsen und H. Vogel, Physik, Springer Verlag, 17. Auflage, Seite 551. Das Buch ist in der Bibliothek vorhanden. [3] Paul A. Tipler,Physik, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, /13
Grundpraktikum der Physik. Versuch Nr. 21 TEMPERATURSTRAHLUNG. Versuchsziel: Verifizierung von Strahlungsgesetzen.
Grundpraktikum der Physik Versuch Nr. 21 TEMPERATURSTRAHLUNG Versuchsziel: Verifizierung von Strahlungsgesetzen. 1 1. Einführung Neben Konvektion und Wärmeleitung stellt die Wärmestrahlung eine der wichtigsten
MehrVersuch A9 - Strahlung. Abgabedatum: 28. Februar 2008
Versuch A9 - Strahlung Sven E Tobias F Abgabedatum: 28. Februar 2008 Inhaltsverzeichnis 1 Thema des Versuchs 3 2 Physikalischer Zusammenhang 3 2.1 Raumwinkel.............................. 3 2.2 Strahlungsgrößen...........................
MehrGrundpraktikum der Physik. Versuch Nr. 21 TEMPERATURSTRAHLUNG. Versuchsziel: Verifizierung von Strahlungsgesetzen.
Grundpraktikum der Physik Versuch Nr. 21 TEMPERATURSTRAHLUNG Versuchsziel: Verifizierung von Strahlungsgesetzen. 1 1. Einführung Neben Konvektion und Wärmeleitung stellt die Wärmestrahlung eine der wichtigsten
MehrVersuch A06: Stefan-Boltzmannsches Strahlungsgesetz
Versuch A06: Stefan-Boltzmannsches Strahlungsgesetz 14. März 2014 I Lernziele Plancksche Strahlungsformel Stefan-Boltzmannsches Strahlungsgesetz Wiensches Verschiebungsgesetz II Physikalische Grundlagen
MehrPraktikumsvorbereitung Wärmestrahlung
Praktikumsvorbereitung Wärmestrahlung André Schendel, Silas Kraus Gruppe DO-20 14. Juni 2012 I. Allgemein Schwarzer Körper Ein schwarzer Körper ist ein idealisiertes Objekt, das jede elektromagnetische
MehrDas plancksche Strahlungsgesetz Das plancksche Strahlungsgesetz
Das plancksche Strahlungsgesetz 1 Historisch 164-177: Newton beschreibt Licht als Strom von Teilchen 1800 1900: Licht als Welle um 1900: Rätsel um die "Hohlraumstrahlung" Historisch um 1900: Rätsel um
MehrWärmestrahlung. Einfallende Strahlung = absorbierte Strahlung + reflektierte Strahlung
Wärmestrahlung Gleichheit von Absorptions- und Emissionsgrad Zwei Flächen auf gleicher Temperatur T 1 stehen sich gegenüber. dunkelgrau hellgrau Der Wärmefluss durch Strahlung muss in beiden Richtungen
Mehr10. Thermodynamik Wärmetransport Wämeleitung Konvektion Wärmestrahlung Der Treibhauseffekt. 10.
10.5 Wärmetransport Inhalt 10.5 Wärmetransport 10.5.1 Wämeleitung 10.5.2 Konvektion 10.5.3 Wärmestrahlung 10.5.4 Der Treibhauseffekt 10.5.1 Wärmeleitung 10.5 Wärmetransport an unterscheidet: Wärmeleitung
MehrMax Planck: Das plancksche Wirkungsquantum
Max Planck: Das plancksche Wirkungsquantum Überblick Person Max Planck Prinzip schwarzer Strahler Klassische Strahlungsgesetze Planck sches Strahlungsgesetz Beispiele kosmische Hintergrundstrahlung Sternspektren
MehrGrundlagen der Quantentheorie
Grundlagen der Quantentheorie Ein Schwarzer Körper (Schwarzer Strahler, planckscher Strahler, idealer schwarzer Körper) ist eine idealisierte thermische Strahlungsquelle: Alle auftreffende elektromagnetische
MehrPlanksche Strahlung. Schriftliche VORbereitung:
Im diesem Versuch untersuchen Sie die Plancksche Strahlung (=Wärmestrahlung = Temperaturstrahlung). Alle Körper, auch kalte, senden diese elektromagnetische Strahlung aus. Sie wird von der ständigen, ungeordneten
MehrPhysik für Maschinenbau. Prof. Dr. Stefan Schael RWTH Aachen
Physik für Maschinenbau Prof. Dr. Stefan Schael RWTH Aachen Vorlesung 11 Brechung b α a 1 d 1 x α b x β d 2 a 2 β Totalreflexion Glasfaserkabel sin 1 n 2 sin 2 n 1 c arcsin n 2 n 1 1.0 arcsin
MehrAbbildung 1: Versuchsanordnung
7.4.1 ****** 1 Motivation Dieses Experiment verdeutlicht das Kirchhoffsche Gesetz auf äusserst anschauliche Weise. Es wird die Wärmestrahlung eines mit kochend heissem Wasser gefüllten Würfels gemessen,
Mehr27. Wärmestrahlung. rmestrahlung, Quantenmechanik
24. Vorlesung EP 27. Wärmestrahlung rmestrahlung, Quantenmechanik V. STRAHLUNG, ATOME, KERNE 27. Wärmestrahlung, Quantenmechanik Photometrie Plancksches Strahlungsgesetz Welle/Teilchen Dualismus für Strahlung
MehrVersuch 23. Temperaturstrahlung
Versuch 23 Temperaturstrahlung 1. Voraussetzungen Die Kenntnis folgender Begriffe ist zum Versuch notwendig: Temperaturstrahlung, Absorptionsgrad, Reflexionsgrad, Transmissionsgrad, Emissionsgrad, schwarzer
Mehr23. Vorlesung EP. IV Optik 26. Beugung (Wellenoptik) V Strahlung, Atome, Kerne 27. Wärmestrahlung und Quantenmechanik
23. Vorlesung EP IV Optik 26. Beugung (Wellenoptik) V Strahlung, Atome, Kerne 27. Wärmestrahlung und Quantenmechanik Strahlung: Stoff der Optik, Wärme-, Elektrizitätslehre u. Quantenphysik Photometrie
MehrWellenlängenspektrum der elektromagnetischen Strahlung
Wellenlängenspektrum der elektromagnetischen Strahlung Wellenlängen- / Frequenzabhängigkeit Richtungsabhängigkeit Eigenschaften der von Oberflächen emittierten Strahlung Einfallende Strahlung α+ ρ+ τ=
Mehr9. Thermodynamik. 9.5 Wärmetransport Wärmeleitung Konvektion Der Treibhauseffekt. 9. Thermodynamik Physik für E-Techniker
9. Thermodynamik 9.5 Wärmetransport 9.5.1 Wärmeleitung 9.5.2 Konvektion 953 9.5.3 Wärmestrahlung 9.5.4 Der Treibhauseffekt 9.5 Wärmetransport Man unterscheidet: Wärmeleitung Energietransport durch Wechselwirkung
MehrStrahlungsgesetze. Stefan-Boltzmann Gesetz. Wiensches Verschiebungsgesetz. Plancksches Strahlungsgesetz
Tell me, I will forget Show me, I may remember Involve me, and I will understand Chinesisches Sprichwort Strahlungsgesetze Stefan-Boltzmann Gesetz Wiensches Verschiebungsgesetz Plancksches Strahlungsgesetz
Mehr4 Wärmeübertragung durch Temperaturstrahlung
Als Wärmestrahlung bezeichnet man die in einem bestimmten Bereich der Wellenlängen und Temperaturen auftretende Energiestrahlung (elektromagnetische trahlung). Nach den Wellenlängen unterscheidet man:
MehrV Abbildung 1: Versuchsanordnung. Wärmestrahlung
7.4.9 ****** 1 Motivation Die von Objekten mit unterschiedlicher Oberfläche und Temperatur wird gemessen. 2 Experiment Abbildung 1: Versuchsanordnung Wir betrachten drei Gläser: das erste ist schwarz,
Mehr9. Wärmelehre. 9.5 Wärmetransport Wärmeleitung Konvektion Der Treibhauseffekt. 9. Wärmelehre Physik für Informatiker
9. Wärmelehre 9.5 Wärmetransport 9.5.1 Wärmeleitung 9.5.2 Konvektion 953 9.5.3 Wärmestrahlung 9.5.4 Der Treibhauseffekt 9.5 Wärmetransport Man unterscheidet: Wärmeleitung Energietransport durch Wechselwirkung
MehrVorbereitung. Wärmestrahlung. Versuchsdatum:
Vorbereitung Wärmestrahlung Carsten Röttele Stefan Schierle Versuchsdatum: 15.5.212 Inhaltsverzeichnis Theoretische Grundlagen 2.1 Wärmestrahlung................................ 2.2 Plancksches Strahlungsgesetz.........................
MehrPhysikalisches Praktikum 4. Semester
Torsten Leddig 06.April 2005 Mathias Arbeiter Betreuer: Dr.Holzhüter Physikalisches Praktikum 4. Semester - Wärmestrahlung - 1 Aufgabenstellung: Ziel: Erarbeitung der wichtigsten Begriffe und Größen der
MehrVersuchsvorbereitung: Wärmestrahlung
Praktikum Klassische Physik II Versuchsvorbereitung: Wärmestrahlung (P2-43) Christian Buntin, Jingfan Ye Gruppe Mo-11 Karlsruhe, 31. Mai 2010 Inhaltsverzeichnis 1 Gültigkeit des Stefan-Boltzmann-Gesetzes
Mehr9. Thermodynamik. 9.5 Wärmetransport Wärmeleitung Konvektion Der Treibhauseffekt. 9. Thermodynamik Physik für E-Techniker
9. Thermodynamik 9.5 Wärmetransport 9.5.1 Wärmeleitung 9.5.2 Konvektion 953 9.5.3 Wärmestrahlung 9.5.4 Der Treibhauseffekt 9.5 Wärmetransport Man unterscheidet: Wärmeleitung Konvektion Strahlung Energietransport
MehrFerienkurs Experimentalphysik 3
Ferienkurs Experimentalphysik 3 Wintersemester 2014/2015 Thomas Maier, Alexander Wolf Lösung 4 Quantenphänomene Aufgabe 1: Photoeffekt 1 Ein monochromatischer Lichtstrahl trifft auf eine Kalium-Kathode
MehrTemperatur-Strahlung
Versuch 207 Temperatur-Strahlung Thorben Linneweber Marcel C. Strzys 09.06.2009 Technische Universität Dortmund Zusammenfassung Versuch zur Untersuchung der Thermostrahlung und insbesondere zur Überprüfung
MehrWelche Strahlen werden durch die Erdatmosphäre abgeschirmt? Welche Moleküle beeinflussen wesentlich die Strahlendurchlässigkeit der Atmosphäre?
Spektren 1 Welche Strahlen werden durch die Erdatmosphäre abgeschirmt? Welche Moleküle beeinflussen wesentlich die Strahlendurchlässigkeit der Atmosphäre? Der UV- und höherenergetische Anteil wird fast
Mehr3. Erklären Sie drei Eigenschaften der bidirektionalen Reflektivität (BRDF).
Licht und Material Ulf Döring, Markus Färber 07.03.2011 1. (a) Was versteht man unter radiometrischen Größen? (b) Was versteht man unter fotometrischen Größen? (c) Nennen Sie drei radiometrische Größen
MehrÜbungen zur Einführung in die Astrophysik I. Musterlösung Blatt 2
Übungen zur Einführung in die Astrophysik I Musterlösung Blatt 2 Aufgabe 1(a) Das Gravitationspotential der Erde ist ein Zentralpotential. Es gilt somit: γ Mm r 2 = m v2 r wobei γ die Gravitationskonstante,
MehrBauelemente der Optoelektronik Lichterzeugung und Photovoltaik
Bauelemente der Optoelektronik Lichterzeugung und Photovoltaik Lösungen zur Übungseinheit Photometrische Größen c Frank Demaria, DVI erzeugt am 11. November 21 1. Fahrradbeleuchtung (a) LUX, lx (korrekte
MehrKapitel 5: Die Strahlung der Treibstoff der Atmosphäre
Kapitel 5: Die Strahlung der Treibstoff der Atmosphäre Was ist Strahlung Strahlung besteht aus elektromagnetischen Welle Strahlungsarten unterscheiden sich durch die Wellenlänge https://de.wikipedia.org/wiki/elektromagnetisches_spektrum
MehrFerienkurs Experimentalphysik 3
Ferienkurs Experimentalphysik 3 Übung Qi Li, Bernhard Loitsch, Hannes Schmeiduch Donnerstag, 08.03.2012 1 Schwarzer Körper Außerhalb der Erdatmosphäre misst man das Maximum des Sonnenspektrums bei einer
Mehr7.4.5 Schwarzer und glänzender Körper im Ofen ****** 1 Motivation. 2 Experiment
7.4.5 ****** 1 Motivation Das unterschiedliche Reflexions, Absorptions und Emissionsvermögen eines metallisch glänzenden und eines matten Körpers wird bei einer Temperatur von 750 C vorgeführt. Dies ist
MehrÜbungsblatt 02. PHYS4100 Grundkurs IV (Physik, Wirtschaftsphysik, Physik Lehramt) Othmar Marti,
Übungsblatt 2 PHYS4 Grundkurs IV (Physik, Wirtschaftsphysik, Physik Lehramt) Othmar Marti, (othmar.marti@physik.uni-ulm.de) 2. 4. 25 22. 4. 25 Aufgaben. Das Plancksche Strahlungsgesetz als Funktion der
MehrMedizinische Biophysik 6
Eigenschaften des Lichtes Medizinische Biophysik 6 Geradlinige Ausbreitung Energietransport Licht in der Medizin. 1 Geometrische Optik Wellennatur Teilchennatur III. Teilchencharakter des Lichtes a) Lichtelektrischer
MehrWellen und Dipolstrahlung
Wellen und Dipolstrahlung Florian Hrubesch 25. März 2010 Inhaltsverzeichnis 1 Photoeffekt 1 2 Comptoneffekt 3 3 Bragg Streuung 4 4 Strahlungsgesetze 5 1 Photoeffekt Der Photoeffekt wurde erstmals 1839
Mehr1. Bestimmen Sie die Energie eines Photons bei einer Wellenlänge λ 500nm in ev! (h Js, c m s, e As) (Φ e 60W)
Seminar Lichttechnik I Übungsaufgaben 27. Februar 2015 1. Bestimmen Sie die nergie eines Photons bei einer Wellenlänge λ 500nm in ev! (h 6 626 10 34 Js, c 3 10 8 m s, e 1 602 10 19 As) 2. Das Auge ist
MehrD13 Plancksche Strahlung
1 Ziele D13 Plancksche Strahlung Im diesem Versuch untersuchen Sie die Plancksche Strahlung (=Wärmestrahlung = Temperaturstrahlung). Alle Körper, auch kalte, senden diese elektromagnetische Strahlung aus.
MehrHochschule Düsseldorf University of Applied Sciences. 04. Oktober 2016 HSD. Solarenergie. Die Sonne
Solarenergie Die Sonne Wärmestrahlung Wärmestrahlung Lichtentstehung Wärme ist Bewegung der Atome Im Festkörper ist die Bewegung Schwingung Diese Schwingungen können selber Photonen aufnehmen und abgeben
MehrWind/Strömung September Wind und Strömung... 2
Wind/Strömung Inhalt Wind und Strömung... 2 Strömung... 2 Strömungsfeld, stationäre Strömung... 2 Reibungsfreie Strömung... 2 Laminare Strömung... 2 Beaufort... 2 Temperaturstrahlung... 3 Strahlungsgesetze...
MehrSonne. Diese Abbildung zeigt das Spektrum eines schwarzen Körpers (a) sowie das Sonnenspektrum über der Atmosphäre (b) und auf der Erde (c).
Sonne Durchmesser 1.392.000 km Temperatur im Kern 15 10 6 C Oberflächentemperatur 5600 C Abgestrahlte Leistung 6,35 kw/cm² Abgestrahlte Gesamtleistung 3,8 10 26 W Diese Abbildung zeigt das Spektrum eines
Mehr27. Wärmestrahlung. rmestrahlung, Quantenmechanik
25. Vorlesung EP 27. Wärmestrahlung V. STRAHLUNG, ATOME, KERNE 27. Wä (Fortsetzung) Photometrie Plancksches Strahlungsgesetz Welle/Teilchen Dualismus für Strahlung und Materie Versuche: Quadratisches Abstandsgesetz
MehrUmweltphysik / Atmosphäre V1: Strahlungsbilanz Erde WS 2011/12
Umweltphysik / Atmosphäre V1: Strahlungsbilanz Erde WS 2011/12 - System Erde- Sonne - Strahlungsgesetze - Eigenschaften strahlender Körper - Strahlungsbilanz der Erde - Albedo der Erde - Globale Strahlungsbilanz
MehrW09. Wärmestrahlung. Neben der Untersuchung des Charakters von Wärmestrahlung wird das Stefan-Boltzmannsche-Gesetz nachgewiesen
W09 Wärmestrahlung Neben der Untersuchung des Charakters von Wärmestrahlung wird das Stefan-Boltzmannsche-Gesetz nachgewiesen 1. Theoretische Grundlagen 1.1 Entstehung der Strahlung Moleküle, Atome und
Mehr2. Max Planck und das Wirkungsquantum h
2. Max Planck und das Wirkungsquantum h Frequenzverteilung eines schwarzen Strahlers Am 6. Dezember 1900, dem 'Geburtsdatum' der modernen Physik, hatte Max Planck endlich die Antwort auf eine Frage gefunden,
MehrKlausurtermin: Nächster Klausurtermin: September :15-11:15
Klausurtermin: 10.02.2017 Gruppe 1: 9:15 11:15 Uhr Gruppe 2: 11:45-13:45 Uhr Nächster Klausurtermin: September 2017 9:15-11:15 Fragen bitte an: Antworten: t.giesen@uni-kassel.de direkt oder im Tutorium
MehrWärmeaustausch an Materie gebundene Transportvorgänge: Wärmeleitung und Konvektion
10. Thermodynamik der Wärmestrahlung 10.1 Grundlegendes Wärmeaustausch an Materie gebundene Transportvorgänge: Wärmeleitung und Konvektion Beobachtung: auch in einem evakuierten Raum tauscht ein Körper
Mehrc. Bestimme die Gesamtenergie der im Objekt gespeicherten elektromagnetischen Strahlung durch Aufsummieren der Energie der einzelnen Moden.
phys4.05 Page 1 3.5.1 Der 1D schwarze Strahler: Objekt der Länge L und Durchmesser D
MehrThermodynamik. Kapitel 9. Nicolas Thomas. Nicolas Thomas
Thermodynamik Kapitel 9 Wärmestrahlung Wir wissen, dass heisse Objekte Energie abstrahlen. Jedes Objekt mit einer Temperatur > 0 K strahlt Energie ab. Die Intensität und Frequenzverteilung (oder Wellenlänge)
MehrThermodynamik der Wärmestrahlung. Inhalt von Kapitel 5
5. Thermodynamik der Wärmestrahlung 5.1-0.1 Inhalt von Kapitel 5 5.1 Grundlegendes 5.2 Reflexion, Absorption und Transmission 5.2.1 Schwarze Körper 5.2.2 Kirchhoffscher Satz 5.3 Die spektrale Energieverteilung
MehrMP7. Grundlagen-Vertiefung Version vom 2. April 2013
MP7 Grundlagen-Vertiefung Version vom 2. April 2013 Inhaltsverzeichnis 1 Raumwinkel 1 2 Fotometrische Größen 1 3 Stahlungsgesetze der Hohlraumstrahlung 3 3.1 Strahlungsgesetze - klassische Physik.....................
MehrPhysik IV Einführung in die Atomistik und die Struktur der Materie
Physik IV Einführung in die Atomistik und die Struktur der Materie Sommersemester 011 Vorlesung 04 1.04.011 Physik IV - Einführung in die Atomistik Vorlesung 4 Prof. Thorsten Kröll 1.04.011 1 Versuch OH
MehrWärmelehre/Thermodynamik. Wintersemester 2007
Einführung in die Physik I Wärmelehre/Thermodynamik Wintersemester 007 Vladimir Dyakonov #16 am 0.0.007 Folien im PDF Format unter: http://www.physik.uni-wuerzburg.de/ep6/teaching.html Raum E143, Tel.
MehrHochschule Düsseldorf University of Applied Sciences. 29. September 2015 HSD. Solarenergie. Die Sonne
Solarenergie Die Sonne Wärmestrahlung Wärmestrahlung Lichtentstehung Wärme ist Bewegung der Atome Im Festkörper ist die Bewegung Schwingung Diese Schwingungen können selber Photonen aufnehmen und abgeben
MehrPhotoeffekt: Bestimmung von h/e
I. Physikalisches Institut der Universität zu Köln Physikalisches Praktikum B Versuch 1.4 Photoeffekt: Bestimmung von h/e (Stand: 25.07.2008) 1 Versuchsziel: In diesem Versuch soll der äußere photoelektrische
MehrGrundlagen der Lichttechnik I
Grundlagen der Lichttechnik I S. Aydınlı Raum: E 203 Tel.: 314 23489 Technische Universität Berlin Fachgebiet Lichttechnik, Sekr. E6 Einsteinufer 19 10587 Berlin email: sirri.aydinli@tu-berlin.de http://www.li.tu-berlin.de
MehrVersuch 24: Strahlung des schwarzen Körpers
Versuch 24: Strahlung des schwarzen Körpers Die Gesetze der thermischen Strahlung (Plancksches Gesetz, Wiensches Verschiebungsgesetz) werden behandelt. Die Isothermen der Strahlung eines annähernd schwarzen
MehrWärmelehre/Thermodynamik. Wintersemester 2007
Einführung in die Physik I Wärmelehre/Thermodynamik Wintersemester 007 Vladimir Dyakonov #15 am 01.0.007 Folien im PDF Format unter: http://www.physik.uni-wuerzburg.de/ep6/teaching.html Raum E143, Tel.
MehrKlimawandel. Inhalt. CO 2 (ppm)
Klimawandel CO 2 (ppm) Sommersemester '07 Joachim Curtius Institut für Physik der Atmosphäre Universität Mainz Inhalt 1. Überblick 2. Grundlagen 3. Klimawandel heute: Beobachtungen 4. CO 2 5. Andere Treibhausgase
MehrWärmelehre Wärme als Energie-Form
Wärmelehre Wärme als Energie-Form Joule's Vorrichtung zur Messung des mechanischen Wärme-Äquivalents alte Einheit: 1 cal = 4.184 J 1 kcal Wärme erwärmt 1 kg H 2 O um 1 K Wird einem Körper mit der Masse
MehrAn Materie gebundene Transportvorgänge: Wärmeleitung und Konvektion. jetzt: Transport ausschließlich durch elektromagnetische Vorgänge: Strahlung
10. Thermodynamik der Wärmestrahlung 10.1 Grundlegendes Wärmeaustauschvorgänge An Materie gebundene Transportvorgänge: Wärmeleitung und Konvektion Beobachtung: auch in einem evakuierten Raum tauscht ein
MehrStrahlungsaustausch zwischen Oberflächen BRDF Ideal diffuse Reflektion Ideal spiegelnde Reflektion Totalreflexion Gerichtet diffuse Reflektion
*UDSKLVFKH 'DWHYHUDUEHLWXJ Reflektion physikalisch betrachtet Prof. Dr.-Ing. Detlef Krömker Strahlungsaustausch zwischen Oberflächen BRDF Ideal diffuse Reflektion Ideal spiegelnde Reflektion Totalreflexion
MehrElektromagnetische Wellen
Elektromagnetische Wellen Im Gegensatz zu Schallwellen sind elektromagnetische Wellen nicht an ein materielles Medium gebunden -- sie können sich auch in einem perfekten Vakuum ausbreiten. Sie sind auch
MehrVersuchsprotokoll: Wärmestrahlung
Versuchsprotokoll: Wärmestrahlung (P2-43) Christian Buntin, Jingfan Ye Gruppe Mo-11 Karlsruhe, 31. Mai 2010 Inhaltsverzeichnis 1 Gültigkeit des Stefan-Boltzmann-Gesetzes 2 2 Vergleich verschiedener Strahlungsflächen
MehrD11 Pyrometer. 1. Aufgabenstellung. 2. Grundlagen zu den Versuchen. Physikpraktikum
Tobias Krähling email: Homepage: 20.03.2007 Version: 1.1 Stichworte: Literatur: Pyrometer, schwarzer Körper, Schwarzkörperstrahlung, Planck sches Strahlungsgesetz,
Mehrmit Mg Wiederholung: Barometrische Höhenformel Annahmen: Resultate: Hydrostatische Atmosphäre Temperaturprofil bekannt Ideales Gas
Übersicht VL Datum Thema Dozent(in) 1 01.11.2011 Einführung & Vert. Struktur der Atmos. Reuter 2 08.11.2011 Strahlung I Reuter 3 15.11.2011 Strahlung II Reuter 4 22.11.2011 Strahlung III Reuter 8 29.11.2011
Mehr(3) Grundlagen II. Vorlesung CV-Integration S. Müller U N I V E R S I T Ä T KOBLENZ LANDAU
(3) Grundlagen II Vorlesung CV-Integration S. Müller KOBLENZ LANDAU Wiederholung I Strahlungsphysik (Radiometrie) Lichttechnik (Photometrie) V(λ)-Kurve.0 0.8 0.6 0.4 0. 0 400 500 600 700 800λ[nm] violett
MehrLösungen zur Experimentalphysik III
Lösungen zur Experimentalphysik III Wintersemester 2008/2009 Prof. Dr. L. Oberauer Blatt 11 19.01.09 Aufgabe 1: a) Die Bedingung für ein Maximum erster Ordnung am Gitter ist: sinα = λ b mit b = 10 3 570
MehrErweiterung einer Apparatur zur winkelabhängigen Bestimmung des Emissionsgrades bei hohen Temperaturen
Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.v. Erweiterung einer Apparatur zur winkelabhängigen Bestimmung des Emissionsgrades bei hohen Temperaturen M. Rydzek, T. Stark, M. Arduini-Schuster,
MehrPhysikalische Grundlagen zur Wärmegewinnung aus Sonnenenergie
7 Physikalische Grundlagen zur Wärmegewinnung aus Sonnenenergie Umwandlung von Licht in Wärme Absorptions- und Emissionsvermögen 7.1 Umwandlung von Licht in Wärme Zur Umwandlung von Solarenergie in Wärme
MehrPhysik 4, Übung 5, Prof. Förster
Physik 4, Übung 5, Prof. Förster Christoph Hansen Emailkontakt Dieser Text ist unter dieser Creative Commons Lizenz veröffentlicht. Ich erhebe keinen Anspruch auf Vollständigkeit oder Richtigkeit. Falls
MehrÜbersicht. 1. Geschichte der Thermografie 2. Messtechnische Grundlagen 3. Welche Ergebnisse können erwartet werden 4.
1. Geschichte der Thermografie 2. Messtechnische Grundlagen 3. Welche Ergebnisse können erwartet werden 4. Bildbeispiele Übersicht 5. Wann sollte die Wärmebildmessung erfolgen und wie sollte das Haus vorbereitet
MehrVersuch W9 für Nebenfächler Strahlungsgesetze
Versuch W9 für Nebenfächler Strahlungsgesetze I. Physikalisches Institut, Raum 106 Stand: 17. April 2014 generelle Bemerkungen bitte Versuchspartner angeben bitte Versuchsbetreuer angeben bitte nur handschriftliche
MehrOptische Methoden in der Messtechnik. welcome back!
Optische Methoden in der Messtechnik Gert Holler (OM_2 OM_7), Axel Pinz (OM_1) welcome back! 1 Übersicht Allgemeine Übersicht, Wellen- vs. Teilchenmodell, thermische Strahler, strahlungsoptische (radiometrische)
MehrFK Experimentalphysik 3, Lösung 4
1 Sterne als schwarze Strahler FK Experimentalphysik 3, 4 1 Sterne als schwarze Strahler Betrachten sie folgende Sterne: 1. Einen roten Stern mit einer Oberflächentemperatur von 3000 K 2. einen gelben
MehrPhysik Anfängerpraktikum - Versuch 207 Temperaturstrahlung
Physik Anfängerpraktikum - Versuch 207 Temperaturstrahlung Sebastian Rollke (103095) webmaster@rollke.com und Daniel Brenner (105292) daniel.brenner@uni-dortmund.de durchgeführt am 7. Juni 2005 Inhaltsverzeichnis
MehrEinführung in die Astronomie und Astrophysik (I) Jürgen Schmitt Hamburger Sternwarte
Einführung in die Astronomie und Astrophysik (I) Jürgen Schmitt Hamburger Sternwarte Vorlesung: Stellarphysik II Was wird behandelt? Schwarzkörperstrahlung Raumwinkel und Intensität Eektivtemperatur Photometrische
MehrT2 Quantenmechanik Lösungen 2
T2 Quantenmechanik Lösungen 2 LMU München, WS 17/18 2.1. Lichtelektrischer Effekt Prof. D. Lüst / Dr. A. Schmidt-May version: 12. 11. Ultraviolettes Licht der Wellenlänge 1 falle auf eine Metalloberfläche,
MehrGrundbausteine des Mikrokosmos (5) Die Entdeckung des Wirkungsquantums
Grundbausteine des Mikrokosmos (5) Die Entdeckung des Wirkungsquantums Ein weiterer Zugang zur Physik der Atome, der sich als fundamental erweisen sollte, ergab sich aus der Analyse der elektromagnetischen
MehrÄußerer lichtelektrischer Effekt Übungsaufgaben
Aufgabe: LB S.66/9 Durch eine Natriumdampflampe wird Licht der Wellenlänge 589 nm (gelbe Natriumlinien) mit einer Leistung von 75 mw ausgesendet. a) Berechnen Sie die Energie der betreffenden Photonen!
MehrWas ist Wärmestrahlung?
Was ist Wärmestrahlung? pohlig@kit.edu Quelle: Herrmann, Was ist Wärmestrahlung?, PdN-PhiS. 5/54 Jg 2005 Die durch elektromagnetische Strahlung transportierte Wärme Versuch einer begrifflichen Festlegung
MehrEinführung in die Physik II für Studierende der Naturwissenschaften und Zahnheilkunde. Sommersemester VL #42 am
Einführung in die Physik II für Studierende der Naturwissenschaften und Zahnheilkunde Sommersemester 2007 VL #42 am 11.07.2007 Vladimir Dyakonov Resonanz Damit vom Sender effektiv Energie abgestrahlt werden
MehrVersuch: h-bestimmung mit Leuchtdioden
Lehrer-/Dozentenblatt Gedruckt: 22.08.207 2:35:42 P4800 Versuch: h-bestimmung mit Leuchtdioden Aufgabe und Material Lehrerinformationen Zusätzliche Informationen Das plancksche Wirkungsquantum h ist eine
MehrWas ist Wärmestrahlung? Michael Pohlig
Was ist Wärmestrahlung? Michael Pohlig pohlig@kit.edu Quelle: Herrmann, Was ist Wärmestrahlung?, PdN-PhiS. 5/5 Jg 2005 Zur Fragestellung Was ist Wärmestrahlung? Wie viel Wärme transportiert Wärmestrahlung?
MehrAufgabe 6 (E): Compton-Effekt (9 Punkte)
UNIVERSITÄT KONSTANZ Fachbereich Physik Prof. Dr. Georg Maret (Experimentalphysik) Raum P 1009, Tel. (07531)88-4151 E-mail: Georg.Maret@uni-konstanz.de Prof. Dr. Matthias Fuchs (Theoretische Physik) Raum
MehrH E (λ, t) dλ dt (H UVA ist nur im Bereich 315 nm bis 400 nm relevant)
1 von 9 ANHANG A zur Verordnung optische Strahlung Inkohärente optische Strahlung (künstliche) Definitionen, Expositionsgrenzwerte, Ermittlung und Beurteilung nach Risikogruppen für Lampen und Lampensysteme
MehrWellenlängen bei Strahlungsmessungen. im Gebiet der Meteorologie nm nm
Die Solarstrahlung Die Sonne sendet uns ein breites Frequenzspektrum. Die elektromagnetische Strahlung der Sonne, die am oberen Rand der Erdatmosphäre einfällt, wird als extraterrestrische Sonnenstrahlung
MehrStrahlung und Strahlungsgesetze
Strahlung und Strahlungsgesetze Strahlung Unter Strahlung versteht man: - den Energietransport in Form von elektromagnetischen Wellen (elektromagnetische Strahlung), oder - den Fluß schnell bewegter Teilchen
MehrZusammenfassung. -> Wärmetransport durch Strahlung. Erster Hauptsatz der Thermodynamik. Wärmetransport. Ideales Gas. int.
Aufgrund einer Tagung fallen die Vorlesungen in der nächsten Woche aus. Nächster Termin Übung am 3.6.08. Übungsblatt ab nächste Woche im Netz zu finden. 19d Wärme 1 Zusammenfassung Erster Hauptsatz der
MehrE2: Wärmelehre und Elektromagnetismus 10. Vorlesung
E2: Wärmelehre und Elektromagnetismus 10. Vorlesung 14.05.2018 Heute: - Wärmetransport: Wärmeleitung, Konvektion, Wärmestrahlung - Diffusion & Stofftransport - Thermodynamische Potentiale https://xkcd.com/793/
MehrFerienkurs Experimentalphysik II Thermodynamik Grundlagen
Ferienkurs Experimentalphysik II Thermodynamik Grundlagen Lennart Schmidt 08.09.2011 Inhaltsverzeichnis 1 Grundlagen 3 1.1 Temperatur und Wärme............................ 3 1.2 0. und 1. Hauptsatz..............................
MehrArbeitsblätter zur Vorlesung. Fernerkundung 1. WS 2008/09, 2. Vorlesung
Arbeitsblätter zur Vorlesung Fernerkundung 1 WS 2008/09, 2. Vorlesung erstellt Oktober 2008 Inhalt der 2. Vorlesung physikalische Grundlagen der Fernerkundung elektromagnetische Welle elektromagnetisches
MehrELEKTROMAGNETISCHES. übereinstimmen, sind diese Energiewerte mit dem Faktor 1.18 zu multiplizieren.
Kapitel 12 ELEKTROMAGNETISCHES FREQUENZSPEKTRUM Alle elektromagnetischen Wellen breiten sich in Vakuum mit Lichtgeschwindigkeit aus. Radiowellen, Lichtwellen, Röntgenstrahlung... Unterschied: Frequenz
MehrE2: Wärmelehre und Elektromagnetismus 10. Vorlesung
E2: Wärmelehre und Elektromagnetismus 10. Vorlesung 14.05.2018 Heute: - Wärmetransport: Wärmeleitung, Konvektion, Wärmestrahlung - Diffusion & Stofftransport - Thermodynamische Potentiale https://xkcd.com/793/
MehrVersuch 17: Kennlinie der Vakuum-Diode
Versuch 17: Kennlinie der Vakuum-Diode Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 3 2 Theorie 3 2.1 Prinzip der Vakuumdiode.......................... 3 2.2 Anlaufstrom.................................. 3 2.3 Raumladungsgebiet..............................
MehrFortgeschrittenenpraktikum: Ausarbeitung - Versuch 14 Optische Absorption Durchgeführt am 13. Juni 2002
Fortgeschrittenenpraktikum: Ausarbeitung - Versuch 14 Optische Absorption Durchgeführt am 13. Juni 2002 30. Juli 2002 Gruppe 17 Christoph Moder 2234849 Michael Wack 2234088 Sebastian Mühlbauer 2218723
Mehr