Schwarzkörperstrahlung

Ein schwarzer Körper ist ein theoretisch idealer thermischer Strahler. Ideal meint in diesem Fall, dass jede elektromagnetische Strahlung vollständig absorbiert wird. In der realität wird jedoch immer ein Teil reflektiert. Zusätzlich sendet der schwarze Körper Wärmestrahlung, welche nur von seiner Temperatur abhängt.

Ein Festkörper besitzt sogar beim absoluten Nullpunkt eine gewisse Innere Energie: die Schwingungsenergie seiner Atome, Moleküle oder Ionen bei 0 Kelvin. Die Elektronen, die in diesen Teilchen enthalten sind, schwingen also auch mit, d. h., sie erfahren eine sich periodisch ändernde Beschleunigung. Diese Schwingungen sind die Quelle für ein elektromagnetisches Feld, denn elektromagnetische Wellen entstehen immer dann, wenn Ladungen beschleunigt werden.

Bei steigenden Temperaturen wächst auch die Energie der Strahlung. Bei hohen Temperaturen liegt ein Teil der emittierten Strahlung im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums: Je höher die Temperatur, desto größer der Anteil des energiereicheren, kurzwelligen blauen Lichts. Diesen Effekt können wir beobachten, wenn wir einen Eisenstab erhitzen: Er glüht von dunkel- über hellrot und gelb zu weiß, wenn wir mit der Temperatur immer höher gehen. Die Gesetze für die spektrale Intensitätsverteilung der Strahlung in Abhängigkeit von der Temperatur erhalten wir durch die Analyse des schwarzen Körpers (auch unter dem Namen schwarzer Strahler bekannt).