{"id":42269,"date":"2019-10-04T02:20:44","date_gmt":"2019-10-04T01:20:44","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/was-ist-plancksches-gesetz-plancksche-hypothese-definition\/"},"modified":"2021-06-15T11:46:29","modified_gmt":"2021-06-15T10:46:29","slug":"was-ist-plancksches-gesetz-plancksche-hypothese-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-plancksches-gesetz-plancksche-hypothese-definition\/","title":{"rendered":"Was ist Plancksches Strahlungsgesetz &#8211; Plancksche Hypothese &#8211; Definition"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\">\n<div class=\"su-quote-inner su-clearfix\">Das Plancksches Strahlungsgesetz ist ein wegweisendes Ergebnis der modernen Physik und Quantentheorie. Plancks Hypothese besagt, dass Energie in diskreten \u201eQuanten\u201c abgestrahlt und absorbiert wird<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\"><\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2>Plancksches Strahlungsgesetz &#8211; Plancksche Hypothese<\/h2>\n<p>Das\u00a0<a title=\"Stefan-Boltzmann-Gesetz - Stefan-Boltzmann-Konstante\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/heat-transfer\/radiation-heat-transfer\/stefan-boltzmann-law-stefan-boltzmann-constant\/\">Stefan-Boltzmann-Gesetz<\/a>\u00a0bestimmt die gesamte Schwarzk\u00f6rperemissionsleistung E\u00a0<sub>b<\/sub>\u00a0, die die Summe der \u00fcber alle Wellenl\u00e4ngen emittierten Strahlung ist.\u00a0Das Plancksche Gesetz beschreibt das Spektrum der\u00a0<a title=\"Schwarzk\u00f6rperstrahlung\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/heat-transfer\/radiation-heat-transfer\/blackbody-radiation\/\">Schwarzk\u00f6rperstrahlung<\/a>\u00a0, das nur von der Temperatur des Objekts abh\u00e4ngt und die spektrale Schwarzk\u00f6rperemissionsleistung E\u00a0<sub>b\u03bb in<\/sub>\u00a0Beziehung setzt\u00a0.\u00a0Dieses Gesetz ist nach dem deutschen theoretischen Physiker Max Planck benannt, der es 1900 vorschlug. Das\u00a0<b>Plancksche Gesetz<\/b>\u00a0ist ein wegweisendes Ergebnis der modernen Physik und Quantentheorie.\u00a0<strong>Plancks Hypothese,<\/strong>\u00a0dass Energie in\u00a0<strong>diskreten \u201eQuanten\u201c<\/strong>\u00a0abgestrahlt und absorbiert wird\u00a0(oder Energiepakete) passten genau zu den beobachteten Mustern der Schwarzk\u00f6rperstrahlung und l\u00f6sten die UV-Katastrophe.<\/p>\n<p>Unter Verwendung dieser Hypothese zeigte Planck, dass die spektrale Strahlung eines K\u00f6rpers f\u00fcr die Frequenz \u03bd bei absoluter Temperatur T gegeben ist durch:<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/plancks-law-equation.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-full wp-image-21000 aligncenter lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/plancks-law-equation.png\" alt=\"Plancksgesetz - Gleichung\" width=\"279\" height=\"93\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/plancks-law-equation.png\" \/><\/a>wo<\/p>\n<ul>\n<li><strong><em>B\u00a0<sub>\u03bd<\/sub>\u00a0(v, T)<\/em><\/strong>\u00a0ist die spektrale Strahlungsdichte (die Leistung pro Raumwinkeleinheit und pro Fl\u00e4cheneinheit senkrecht zur Ausbreitung) der Frequenz<i>\u00a0\u03bd<\/i>\u00a0Strahlung pro Frequenzeinheit im thermischen Gleichgewicht bei der Temperatur T<\/li>\n<li><strong>h<\/strong>\u00a0ist die Planck-Konstante<\/li>\n<li><b>c<\/b>\u00a0ist die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum<\/li>\n<li><strong>k\u00a0<sub>B<\/sub><\/strong>\u00a0ist die Boltzmann-Konstante<\/li>\n<li><b><i>\u03bd<\/i><\/b>\u00a0ist die Frequenz der elektromagnetischen Strahlung<\/li>\n<li><b>T<\/b>\u00a0ist die absolute K\u00f6rpertemperatur<\/li>\n<\/ul>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<p>Das\u00a0<b>Plancksche Gesetz<\/b>\u00a0weist folgende wichtige Merkmale auf:<\/p>\n<ul>\n<li>Die emittierte Strahlung \u00e4ndert sich kontinuierlich mit der Wellenl\u00e4nge.<\/li>\n<li>Bei jeder Wellenl\u00e4nge nimmt die Gr\u00f6\u00dfe der emittierten Strahlung mit zunehmender Temperatur zu.<\/li>\n<li>Der Spektralbereich, in dem sich die Strahlung konzentriert, h\u00e4ngt von der Temperatur ab, wobei bei steigender Temperatur vergleichsweise mehr Strahlung bei k\u00fcrzeren Wellenl\u00e4ngen auftritt (\u00a0<b>Wienes Verschiebungsgesetz<\/b>\u00a0).<\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2>Schwarzk\u00f6rperstrahlung<\/h2>\n<p>Es ist bekannt, dass die Menge an Strahlungsenergie, die von einer Oberfl\u00e4che bei einer bestimmten Wellenl\u00e4nge emittiert wird, vom\u00a0<strong>Material<\/strong>\u00a0des K\u00f6rpers und dem Zustand seiner\u00a0<strong>Oberfl\u00e4che<\/strong>\u00a0sowie der Oberfl\u00e4chentemperatur\u00a0<a title=\"Was ist Temperatur - Physik\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-temperatur-physik-definition\/\"><strong>abh\u00e4ngt<\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0Daher geben verschiedene Materialien unterschiedliche Mengen an Strahlungsenergie ab, selbst wenn sie die gleiche Temperatur haben.\u00a0Ein\u00a0<strong>K\u00f6rper<\/strong>\u00a0, der\u00a0f\u00fcr seine absolute Temperatur\u00a0die\u00a0<strong>maximale W\u00e4rmemenge<\/strong>\u00a0abgibt,\u00a0wird als\u00a0<strong>schwarzer\u00a0<\/strong><strong>K\u00f6rper bezeichnet<\/strong>\u00a0.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/blackbody-radiation-chart-min.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright size-medium wp-image-20968 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/blackbody-radiation-chart-min-300x181.png\" alt=\"Schwarzk\u00f6rperstrahlung\" width=\"300\" height=\"181\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/blackbody-radiation-chart-min-300x181.png\" \/><\/a>Ein\u00a0<strong>schwarzer<\/strong>\u00a0K\u00f6rper ist ein idealisierter physischer K\u00f6rper, der bestimmte Eigenschaften hat.\u00a0Per Definition hat ein schwarzer K\u00f6rper im thermischen Gleichgewicht ein\u00a0<strong>Emissionsverm\u00f6gen<\/strong>\u00a0von\u00a0<strong><em>\u03b5<\/em>\u00a0= 1,0<\/strong>\u00a0.\u00a0Reale Objekte strahlen nicht so viel W\u00e4rme ab wie ein perfekter schwarzer K\u00f6rper.\u00a0Sie strahlen weniger W\u00e4rme ab als ein schwarzer K\u00f6rper und werden daher als graue K\u00f6rper bezeichnet.<\/p>\n<p>Die Oberfl\u00e4che eines schwarzen K\u00f6rpers emittiert bei Raumtemperatur (25 \u00b0 C, 298,15 K) W\u00e4rmestrahlung mit einer Geschwindigkeit von ungef\u00e4hr 448 Watt pro Quadratmeter.\u00a0Reale Objekte mit einem Emissionsgrad von weniger als 1,0 (z. B. Kupferdraht) emittieren Strahlung mit entsprechend geringeren Raten (z. B. 448 x 0,03 = 13,4 W \/ m\u00a0<sup>2<\/sup>\u00a0).\u00a0<strong>Das Emissionsverm\u00f6gen<\/strong>\u00a0spielt eine wichtige Rolle bei W\u00e4rme\u00fcbertragungsproblemen.\u00a0Beispielsweise enthalten Solarw\u00e4rmekollektoren selektive Oberfl\u00e4chen mit sehr geringen Emissionsgraden.\u00a0Diese Kollektoren verschwenden durch die Emission von W\u00e4rmestrahlung nur sehr wenig Sonnenenergie.<\/p>\n<p>Da das\u00a0<strong>Absorptionsverm\u00f6gen<\/strong>\u00a0und das\u00a0<strong>Emissionsverm\u00f6gen<\/strong>\u00a0durch das\u00a0<strong>Kirchhoffsche Gesetz der W\u00e4rmestrahlung miteinander verbunden sind<\/strong>\u00a0, ist ein\u00a0<strong>schwarzer K\u00f6rper<\/strong>\u00a0auch ein perfekter Absorber f\u00fcr elektromagnetische Strahlung.<\/p>\n<p><em><strong>Kirchhoffs W\u00e4rmestrahlungsgesetz<\/strong>\u00a0:<\/em><\/p>\n<p><em>F\u00fcr einen beliebigen K\u00f6rper, der W\u00e4rmestrahlung im thermodynamischen Gleichgewicht emittiert und absorbiert, ist das Emissionsverm\u00f6gen gleich dem Absorptionsverm\u00f6gen.<\/em><\/p>\n<p><strong>Emissionsgrad \u03b5 = Absorptionsverm\u00f6gen \u03b1<\/strong><\/p>\n<p>Ein\u00a0<strong>schwarzer K\u00f6rper<\/strong>\u00a0absorbiert alle einfallenden elektromagnetischen Strahlen, unabh\u00e4ngig von Frequenz oder Einfallswinkel.\u00a0Sein\u00a0<strong>Absorptionsverm\u00f6gen<\/strong>\u00a0ist daher gleich Eins, was auch der h\u00f6chstm\u00f6gliche Wert ist.\u00a0Das hei\u00dft, ein\u00a0<strong>schwarzer K\u00f6rper<\/strong>\u00a0ist ein\u00a0<strong>perfekter Absorber<\/strong>\u00a0(und ein\u00a0<strong>perfekter Emitter<\/strong>\u00a0).<\/p>\n<p>Beachten Sie, dass sichtbare Strahlung ein sehr schmales Band des Spektrums von 0,4 bis 0,76 nm einnimmt. Wir k\u00f6nnen aufgrund visueller Beobachtungen keine Beurteilung der Schw\u00e4rze einer Oberfl\u00e4che vornehmen.\u00a0Betrachten Sie beispielsweise wei\u00dfes Papier, das sichtbares Licht reflektiert und somit wei\u00df erscheint.\u00a0Andererseits ist es f\u00fcr Infrarotstrahlung im Wesentlichen schwarz (\u00a0<strong>Absorptionsverm\u00f6gen \u03b1 = 0,94<\/strong>\u00a0), da sie langwellige Strahlung stark absorbieren.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\"><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<p>&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;.<\/p>\n<p>Dieser Artikel basiert auf der maschinellen \u00dcbersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie k\u00f6nnen uns helfen. Wenn Sie die \u00dcbersetzung korrigieren m\u00f6chten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder f\u00fcllen Sie das Online-\u00dcbersetzungsformular aus. Wir bedanken uns f\u00fcr Ihre Hilfe und werden die \u00dcbersetzung so schnell wie m\u00f6glich aktualisieren. Danke.<\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Das Plancksches Strahlungsgesetz ist ein wegweisendes Ergebnis der modernen Physik und Quantentheorie. 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