Techniklexikon

Hohlraumstrahlung

schwarze Strahlung, die von einem schwarzen Strahler ausgesandte Strahlung. Für diese gelten streng die Strahlungsgesetze. Ein schwarzer Körper erscheint dem Auge schwarz. Jedoch gibt es in der Natur keinen idealen schwarzen Körper; so ist z. B. Russ im physikalischen Sinn nicht vollständig schwarz. Mit beliebiger Genauigkeit kann ein schwarzer Körper durch einen Hohlraum mit strahlungsundurchlässigen Wänden konstanter Temperatur und kleiner Öffnung, dass das Strahlungsgleichgewicht im Innern nicht merklich gestört wird, approximiert werden. Die Energiedichte r(w, T) der von einem schwarzen Körper emittierten Strahlung wurde innerhalb der klassischen Physik durch zwei sich widersprechende Gesetze angegeben. Das Rayleigh-Jeanssche Strahlungsgesetz gab die Experimente im Bereich der langwelligen Strahlung wieder. Das Wiensche Gesetz war im Bereich der kurzwelligen Strahlung korrekt. Durch die Einführung einer neuen Konstanten h gelang es Max Planck, eine Interpolation zwischen den beiden Gesetzen zu finden.

Das Plancksche Strahlungsgesetz überdeckt den gesamten Frequenzbereich und enthält die beiden anderen Strahlungsgesetze in den jeweiligen Grenzfällen:

Hohlraumstrahlung 1: Spektraler Verlauf für verschiedene Temperaturen nach dem Planckschen Strahlungsgesetz.

Hohlraumstrahlung 2: Das Rayleigh-Jeanssche (R-J) Strahlungsgesetz beschreibt die Hohlraumstrahlung nur für niedrige Frequenzen (f(n): spektrale Verteilungsfunktion); das Plancksche Strahlungsgesetz gilt für alle Frequenzen.