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--- grundlagen:waermestrahlung [2022/07/18 11:00] – [Tabelle mit typischen Absorptionsgraden (=Emissionsgraden)] wfeist
+++ grundlagen:waermestrahlung [2023/09/08 17:58] – wfeist
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 ======Wärmestrahlung======
-{{ :grundlagen:ir_person.png?200|}}Jeder Gegenstand gibt Wärmestrahlung ab - gut erkennbar in der Wärmebildaufnahme (das Gesicht und die Hand, beide warm, strahlen am meisten Wärme ab). Bei der Wärmestrahlung handelt sich um elektromagnetische Wellen: Wie wir schon dargestellt haben, ist thermische Energie ist vor allem ungeordnete Bewegungsenergie der Moleküle; diese tragen Ladungen. Und bewegte Ladungen sind eine Quelle von elektromagnetischen Wellen. Deren Spektrum erstreckt sich von ganz tiefen Frequenzen ("Langwelle") über Radio, Fernseh- und Mobilfunkbänder sowie Mikrowellen, Infrarot, dem sichtbaren Licht bis zu Ultraviolett, Röntgenstrahlung und der "harten" $\gamma$-Strahlung (vgl. Grafik; nm = nanometer = 10<sup>-9</sup> m = 0,000 001 mm; diese Abmessung liegt in der Größenordnung eines Atomdurchmessers).
+{{ :grundlagen:ir_person.png?200|}}Jeder Gegenstand gibt Wärmestrahlung ab - gut erkennbar in der Wärmebildaufnahme (das Gesicht und die Hand, beide warm, strahlen am meisten Wärme ab). Bei der Wärmestrahlung handelt sich um elektromagnetische Wellen: Wie wir schon dargestellt haben, ist thermische Energie vor allem ungeordnete Bewegungsenergie der Moleküle; diese tragen Ladungen. Und bewegte Ladungen sind eine Quelle von elektromagnetischen Wellen. Deren Spektrum erstreckt sich von ganz tiefen Frequenzen ("Langwelle") über Radio, Fernseh- und Mobilfunkbänder sowie Mikrowellen, Infrarot, dem sichtbaren Licht bis zu Ultraviolett, Röntgenstrahlung und der "harten" $\gamma$-Strahlung (vgl. Grafik; nm = nanometer = 10<sup>-9</sup> m = 0,000 001 mm; diese Abmessung liegt in der Größenordnung eines Atomdurchmessers).
 {{ :grundlagen:em_spektrum.png |}}
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 =====Strahlungsgrößen=====
 ...die das Verhalten des strahlenden Körpers beschreiben:
-Strahlungsleistung $\dot{Q}$ eines Körpers: Gesamte abgestrahlte Energie pro Sekunde in der Einheit: Watt W.
+Da ist zunächst die gesamte Strahlungsleistung $\dot{Q}$ eines Körpers: Das ist die abgestrahlte Energie pro Sekunde in der Einheit: Watt W.
-Spezifische Ausstrahlung $\dot{q}$: Strahlungsleistung pro Flächeneinheit der abstrahlenden Oberfläche. Der Beitrag eines Flächenelementes d$A$ zur Gesamtstrahlung ist gegeben durch   d$\dot{Q}$ = $\dot{q}$ d$A,$   die Maßeinheit ist [$\dot{q}$] = W/m².
+Die spezifische Ausstrahlung $\dot{q}$ ist Strahlungsleistung pro Flächeneinheit der abstrahlenden Oberfläche. Der Beitrag eines Flächenelementes d$A$ zur Gesamtstrahlung ist gegeben durch   d$\dot{Q}$ = $\dot{q}$ d$A,$   die Maßeinheit ist [$\dot{q}$] = W/m².
-Die Strahlungsenergie kann sich auf einen ganzen Bereich von Wellenlängen verteilen. Die auf eine Wellenlänge konzentrierte  Strahlung wird beschrieben durch die Spektrale spezifische Ausstrahlung $\dot{q}_f$ . Diese Größe gibt an, wieviel Energie pro Flächeneinheit im Wellenlängenintervall zwischen $f$ und $f$ + d$f$ ausgestrahlt wird. Die spezifische Ausstrahlung ergibt sich als Summe (Integral) der spektralen spezifischen Ausstrahlung über alle Wellenlängen.
+Die Strahlungsenergie kann sich auf einen ganzen Bereich von Wellenlängen verteilen. Die auf eine Wellenlänge konzentrierte  Strahlung wird beschrieben durch die Spektrale spezifische Ausstrahlung $\dot{q}_f$ . Diese Größe gibt an, wieviel Energie pro Flächeneinheit im Frequenzintervall zwischen $f$ und $f$ + d$f$ ausgestrahlt wird. Die spezifische Ausstrahlung ergibt sich als Summe (Integral) der spektralen spezifischen Ausstrahlung über alle Frequenzen.
-Das Verhalten einer Oberfläche bzgl. Strahlung wird durch die Größen Reflexionsgrad, Absorptionsgrad und Transmissionsgrad sowie Emissionsgrad beschrieben. Bezeichnet man die Strahlungsenergie pro Zeit und Flächeneinheit mit $\dot{q}$ so kann man folgende Größen definieren:
+Das Verhalten einer Oberfläche bzgl. Strahlung wird durch die Größen Reflexionsgrad (zurückgeworfene Strahlung), Absorptionsgrad (vom Körper aufgenommene Energie) und Transmissionsgrad (durchgelassene Strahlung, z.B. durch eine Fensterscheibe) sowie Emissionsgrad (von der Oberfläche selbst erzeugte Strahlung: 'Selbststrahler') beschrieben. Bezeichnet man die Strahlungsenergie pro Zeit und Flächeneinheit mit $\dot{q}$ so kann man folgende Größen definieren:
 ===Reflexionsgrad:===
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 Bis auf Eis und Wasser sind die hier aufgeführten Oberflächen (bei Schichten > 0,5 mm) opak((d.h. die Transmission ist Null)) für die thermische Wärmestrahlung((um die Raumtemperatur herum, -20 bis +70°C)); das gilt auch für das Material "Glas" (normale Floatgläser), das ist im Infraroten weit überwiegend absorbierend und nur mit um 10% reflektierend. Durch ein normales Fensterglas kann daher Wärmestrahlung nicht direkt hindurchtreten: Vielmehr "passiert" der Wärmestrom hier so: Die Wärmstrahlung aus dem Raum wird an der raumseitigen Glasoberfläche absorbiert, der Scheibe dadurch Wärme zugeführt. Jene wird durch Wärmeleitung auf die äußere Oberfläche der Scheibe weitergeleitet und dort dann erneut abgestrahlt (oder auch durch Wärmeleitung auf das Fluid auf der anderen Seite übertragen).
-^Material (Oberflächentemp. In °C) ^	Emissionsgrad \\ =Absorptionsgrad \\ im Spektralbereich 5 bis 18 µm  ^
+^Material (Oberflächentemp. In °C) ^	Emissionsgrad((zum Emissionsgrad siehe [[]])) \\ =Absorptionsgrad \\ im Spektralbereich 5 bis 18 µm  ^
 |Aluminium, nicht oxidiert | 	0.03  |
 |Aluminium, stark oxidiert |	0.20  |