Ein heißes Eisen und die Anfänge der Quantentheorie - Teil 1
Erhitzt man ein Stück Eisen stark genug, so wird es rot glühend.
Entsprechend sendet es im sichtbaren Bereich vor allem
rotes Licht aus. Hinzu kommt noch die Infrarotstrahlung, die
wir wegen ihrer kleineren Frequenz zwar nicht mehr sehen
können, aber dennoch als Wärmestrahlung wahrnehmen. Es
wird also Strahlung in einem ganzen Frequenzbereich abgegeben.
Erhitzen wir das Metall weiter, so verschiebt sich dieser
Bereich in Richtung blau, also zu größeren Frequenzen hin.
Schließlich wird das gesamte sichtbare Spektrum abgedeckt.
Alle Regenbogenfarben ergeben zusammengenommen weiß,
wir haben das Metall zur Weißglut gebracht.
Dieses lange bekannte Phänomen wurde von Physikern genauestens
untersucht, seit Gustav Kirchhoff 1859 erkannt
hatte, dass die Wärmestrahlung, die von einem ideal schwarzen
Körper abgegeben wird, universell ist. Sie hängt also nicht
von den speziellen Eigenschaften des verwendeten Materials
ab, sondern einzig und allein von dessen Temperatur sowie
der Frequenz der Strahlung.
Ein schwarzer Körper zeichnet sich dadurch aus, dass er
alles Licht, das auf ihn fällt, absorbiert, anstatt es zu reflektieren.
Einen solchen Körper zu realisieren, scheint vielleicht auf
den ersten Blick nicht ganz einfach zu sein. Wie man seit 1895
weiß, genügt es jedoch, einen Hohlkörper zu nehmen und diesen
mit einem winzigen Loch zu versehen. Das Loch erlaubt
es einerseits, die im Hohlraum vorhandene Wärmestrahlung
zu beobachten. Andererseits würde das Licht, das durch
das Loch in den Hohlraum fällt, erst nach sehr vielen Reflexionen
wieder nach außen gelangen, sodass es in Wirklichkeit
vorher an der inneren Wand absorbiert wird.
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