Ein heißes Eisen und die Anfänge der Quantentheorie - Teil 2
Misst man die Intensität der Strahlung im Hohlraum als
Funktion der Frequenz, so erhält man die in Abbildung 1 als
durchgezogene Linie gezeigte Kurve. Klar ist das Maximum
der Intensität zu erkennen. Da auf der Abszisse das Verhältnis
von Frequenz zu Temperatur aufgetragen ist, folgt, dass mit
einer Erhöhung der Temperatur eine Erhöhung der Frequenz
des Intensitätsmaximums verknüpft ist. Dies ist in Einklang
mit der eingangs beschriebenen Alltagserfahrung.
Allerdings ist es mit Mitteln der klassischen Physik nicht
möglich, das Intensitätsmaximum zu erklären. Am Ende des
19. Jahrhunderts war man zum Beispiel durchaus in der Lage,
das Verhalten bei kleinen Frequenzen zu erklären. Die theoretische
Vorhersage ist im linken Teil der Abbildung 1 durch eine
gestrichelte Linie angedeutet. Nimmt man dieses Resultat aber
ernst, so bedeutet es, dass mit steigender Frequenz die Intensität
der abgegebenen Strahlung immer mehr zunimmt. In der Summe
aller Frequenzen hätte dies die katastrophale Konsequenz,
dass in einem schwarzen Körper endlicher Größe unendlich
viel Energie vorhanden wäre. Erst wenn die Intensität bei großen
Frequenzen wieder abnimmt, kann die Energie des schwarzen
Körpers endlich sein. Es ist daher wichtig, das Maximum in
Abbildung 1 erklären zu können.
Das 20. Jahrhundert hatte jedoch kaum begonnen, als Max
Planck, inzwischen Professor in Berlin, den Weg zum Verständnis
der Schwarzkörperstrahlung wies. Damit war eine
Entwicklung angestoßen, deren Konsequenzen weit über die
Erklärung eines speziellen physikalischen Phänomens hinausreichen
und das Jahrhundert prägen sollten.
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