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Elektromagnetische Strahlung
Nach oben Beitrag drucken #1
Geschrieben am 12.08.2010 - 09:39:34
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Ich verstehe da etwas in unserer werten Physik nicht. Wenn ich an einer Wärmebildkamera vorbeilaufe, wird mein Kopg und mein Rumpf rot dargestellt. Das liegt daran, weil diese die meiste Energie abstrahlen. Aber ich habe in Physik gelernt, dass die energiereichste Strahlung im blauen Bereich liegt. Ist das ein Widerspruch?Why?
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Nach oben Beitrag drucken #2
Geschrieben am 12.08.2010 - 11:50:10
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RE: Elektromagnetische Strahlung

Hey Donald, du bekommst von mir eine ausführliche Antwort aber derzeit ist es schwierig, weil ich gerade keinen Scanner habe. Aber ich kümmere mich darum, dass da bald Licht ins Dunkel kommt.


Aus dem Chaos sprach eine Stimme zu mir: Lächle und sei froh, es könnte schlimmer kommen. Und ich lächelte und war froh, und es kam schlimmer."
 Offline
 
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Nach oben Beitrag drucken #3
Geschrieben am 12.08.2010 - 12:53:16
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RE: Elektromagnetische Strahlung

Ok, vorab: Licht und Wärmestrahlung sind beides EM-Wellen. Das planck'sche Strahlungsgesetz beschreibt ein umgekehrt proportionales Verhalten für das Strahlungsmaximum zu der Temperatur der Quelle. Also, je heißer ein Körper ist, umso mehr rückt das Strahlungsmaximum nach ,,links". Da dein Körper nur etwa eine Temperatur von 319 K hat, ist das Maximum natürlich noch im roten Bereich.
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Nach oben Beitrag drucken #4
Geschrieben am 12.08.2010 - 13:01:37
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RE: Elektromagnetische Strahlung

Donald hat geschrieben:
Ich verstehe da etwas in unserer werten Physik nicht. Wenn ich an einer Wärmebildkamera vorbeilaufe, wird mein Kopg und mein Rumpf rot dargestellt. Das liegt daran, weil diese die meiste Energie abstrahlen. Aber ich habe in Physik gelernt, dass die energiereichste Strahlung im blauen Bereich liegt. Ist das ein Widerspruch?Why?


Nein :-) Die Antwort gibt Max Planck: Die Wärmebildkamera misst die Intensität der Wärmestrahlung, also wieviel Energie pro Fläche und Zeit (Watt pro Quadratmeter). Nun ist aber die elektromagnetische Strahlung quantisiert, d.h. sie kann nur in kleinen Portionen abgegeben oder aufgenommen werden. Diese Portionen nennt man Lichtquanten (Photonen). Dabei ist die Energie eines einzelnen Quants proportional zur Frequenz, also umgekehrt proportional zur Wellenlänge.

Das heißt dass die Energie pro Photon bei blauem Licht höher ist als bei rotem Licht und letztere wiederum höher als bei infrarotem Licht (Wärmestrahlung). Die Intensität aber sagt mir (bei bekannter Wellenlänge) wieviel Photonen pro Zeiteinheit (Phtonoenfluss) abgestrahlt werden.

Bei gleicher Strahlungsleistung (W/m^2) ist also der Photonenfluss bei blauem Licht geringer als bei rotem Licht. Man kann es mit Regentropfen vergleichen: Bei gleicher pro Zeit fallender Regenintensität (z. B. Liter pro Quadratmeter und Minute) ist die Zahl der Tropfen pro Zeit (idealisiert gleiche Geschwindigkeit angenommen, was nicht ganz stimmt ;-) bei großen Tropfen geringer als bei
kleinen.

Gruß
sheldonesque


- Physik kann eigentlich nur dem leicht fallen, dem die Sache Spaß macht!

Bearbeitet von sheldonesque am 12.08.2010 - 13:02:10
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Geschrieben am 12.08.2010 - 13:32:35
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RE: Elektromagnetische Strahlung

Ok, jetzt wo alle die Erklärung formulieren, will ich mit einstimmen. Ich will hier aber den Ansatz von Cosmo ausbauen.

Jeder Körper, der über thermische Energie verfügt, besitzt ein Spektrum der ausgesandten Strahlung. Max Planck hat hierzu die Schwarzkörperstrahlung untersucht weil der schwarze Körper natürlich idealisiert ist. Die Strahlungsenergie muss ja proportional zur Körpereigenen Energie sein.

Ich werde jetzt doch Internet-Quellen benutzen weil die sehr aussagekräftig sind.

cass.ucsd.edu/public/tutorial/images/physics/bb_spec.gif
Quelle: http://cass.ucsd.edu/public/tutorial/Planck.html

Du siehst hier, je größer die Strahlungsintensität des Körpers ist, also, je heißer er ist, desto mehr rückt das Strahlungsmaximum in den niedrigen Wellenlängenbereich. Die Erklärung hast du im Prinzip mit deiner Fragestellung schon gegeben.
Donald hat geschrieben:
Aber ich habe in Physik gelernt, dass die energiereichste Strahlung im blauen Bereich liegt.


Ich will dir das kurz anhand einer sehr einfachen Rechnung zeigen. Du benötigst nur das Wissen über die Lichtgeschwindigeit und die Energieportionen der Quanten, also E=h*v.

www.xup.in/pic,12710239/formel.JPG

Ich habe dir diese Formel schon entsprechend umgestellt und ausgerechnet (von links nach rechts). Du siehst, dass die Energie mit fallender Wellenlänge zunimmt.

Damit liegt das Strahlungsmaximum der Sonnenenoberfläche im UV-Bereich.

Sorry, ich argumentiere sehr ungerne mit Wikipedia aber in diesem Fall stimmt es:

upload.wikimedia.org/math/1/c/f/1cfb7b46f1dd5d58f4aa8f9966516943.png
http://de.wikipedia.org/wiki/Plancksches_Strahlungsgesetz

Hier wird eine größe berechnet, die proportional zur Energie ist. War hast du einmal die Frequent im Nenner und einmal im Zähler, aber die im Zähler wird zu drei potenziert, wärend die im Nenner nur einfach eingeht. Die e-Funktion zeigt hier ein "Glättungs-Verhalten", da die Energie sonst ins Unendliche strebt. Diesen Fall hat Max Wien betrachtet.

Und den scheinbaren Widerspruch bzgl. der Wärmebildkamera hat ja bereits mein Vorredner aufgelöst.

Oha, ich hoffe, dass ich mich jetzt bei der Erklärung nicht vertan habe. Aber wir haben ja hier einen promovierten Phyiker an Board, der mit seinen Adleraugen drüberschauen wird.


Aus dem Chaos sprach eine Stimme zu mir: Lächle und sei froh, es könnte schlimmer kommen. Und ich lächelte und war froh, und es kam schlimmer."

Bearbeitet von LuxMundi am 12.08.2010 - 13:34:28
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