grundlagen:waermestrahlung
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|$10^{-9} | |$10^{-9} | ||
|$10^{-11} - ... (0)$ | 1 pm|$\gamma$ - Strahlen | |$10^{-11} - ... (0)$ | 1 pm|$\gamma$ - Strahlen | ||
- | <WRAP box lo>Zu den verwendeten Maßeinheiten, | + | <WRAP box lo>Zu den verwendeten Maßeinheiten, |
Physikalisch unterscheiden sich diese Wellen nur durch die Wellenlänge (bzw. die Frequenz). | Physikalisch unterscheiden sich diese Wellen nur durch die Wellenlänge (bzw. die Frequenz). | ||
Es bestehen aber große Unterschiede z.B. bzgl. der " | Es bestehen aber große Unterschiede z.B. bzgl. der " | ||
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Da ist zunächst die gesamte Strahlungsleistung $\dot{Q}$ eines Körpers: Das ist die 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. | ||
Die spezifische Ausstrahlung $\dot{q}$ ist Strahlungsleistung pro Flächeneinheit der abstrahlenden Oberfläche. Der Beitrag eines Flächenelementes d$A$ zur Gesamtstrahlung ist gegeben durch | Die spezifische Ausstrahlung $\dot{q}$ ist Strahlungsleistung pro Flächeneinheit der abstrahlenden Oberfläche. Der Beitrag eines Flächenelementes d$A$ zur Gesamtstrahlung ist gegeben durch | ||
- | Die Strahlungsenergie kann sich auf einen ganzen Bereich von Wellenlängen verteilen. Die auf eine Wellenlänge konzentrierte | + | Die Strahlungsenergie kann sich auf einen ganzen Bereich von Wellenlängen verteilen. Die auf eine Wellenlänge konzentrierte |
- | 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: ' | + | Das Verhalten einer Oberfläche bzgl. Strahlung wird durch die Größen Reflexionsgrad (zurückgeworfene Strahlung), Absorptionsgrad (vom Körper aufgenommene((Wie nimmt ein Körper Strahlungsenergie " |
===Reflexionsgrad: | ===Reflexionsgrad: | ||
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(absorbierte Strahlungsleistung (a) bezogen auf die einfallende Strahlungsleistung) | (absorbierte Strahlungsleistung (a) bezogen auf die einfallende Strahlungsleistung) | ||
- | Der Energieerhaltungssatz gilt auch hier | + | Elektromagnetische Strahlung transportiert Energie. |
$\rho + \tau + \alpha =1 . $ | $\rho + \tau + \alpha =1 . $ | ||
- | Für reale Körper sind $\rho, \; \tau$ und $\alpha$ oft in hohem Maße von der Wellenlänge abhängig. Eine Glasscheibe hat z.B. einen hohen Transmissionsgrad für sichtbares Licht („kurze Wellenlängen“), | + | Für reale Körper sind $\rho, \; \tau$ und $\alpha$ oft in stark von der Wellenlänge abhängig. Eine Glasscheibe hat z.B. einen hohen Transmissionsgrad für sichtbares Licht („kurze Wellenlängen“), |
- | Als Modellkörper für die Formulierung von Strahlungsgesetzen dient der sogenannte “Schwarze Körper” ((" | + | Als Modellkörper für die Formulierung von Strahlungsgesetzen dient der sogenannte “Schwarze Körper” ((" |
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- | Abb.: Mit im infraroten Spektralbereich empfindlichen Sensoren kann die Wärmestrahlung, | + | Abb.: Mit im infraroten Spektralbereich empfindlichen Sensoren kann die Wärmestrahlung, |
+ | Auch die Weltraumforschung verwendet Wärmebilder: | ||
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Vor dem Hintergrund der Bilder mit der Wärmestrahlungs-Kamera (" | Vor dem Hintergrund der Bilder mit der Wärmestrahlungs-Kamera (" | ||
- | * Was wir mit der Thermographie-Kamera (empfindlich bei ca. 5 bis 17 µm) sehen, ist die Wärmestrahlung, | + | * Was wir mit der Thermographie-Kamera (empfindlich bei ca. 5 bis 17 µm) sehen, ist die Wärmestrahlung, |
- | * Die spezifische Ausstrahlung der uns umgebenden Gegenstände ist auch keinesfalls " | + | * Die spezifische Ausstrahlung der uns umgebenden Gegenstände ist auch keinesfalls " |
- | * Und natürlich | + | * Natürlich |
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+ | Interessant ist, dass einige Tiere die Wärmesensoren zu sensibleren Sinnesorganen weiterentwickelt haben (Grubenorgane von Schlangen, siehe Abb. rechts, für diese nachtaktiven Jäger erfüllt das ja einen Zweck. | ||
In der Passipedia gibt es eine Reihe von Dokumenten, in denen Infrarot-Abbildungen von Gebäuden und Anlagen (von außen und von innen) gezeigt werden; aus diesen lässt sich eine Menge über die Mechanismen der des Wärmetransports und die mehr oder weniger guten Lösungen des Bauwesens lernen (hier als Beispiel der Link zur thermographischen Überprüfung einer Innendämmung: | In der Passipedia gibt es eine Reihe von Dokumenten, in denen Infrarot-Abbildungen von Gebäuden und Anlagen (von außen und von innen) gezeigt werden; aus diesen lässt sich eine Menge über die Mechanismen der des Wärmetransports und die mehr oder weniger guten Lösungen des Bauwesens lernen (hier als Beispiel der Link zur thermographischen Überprüfung einer Innendämmung: | ||
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^Material (Oberflächentemp. In °C) ^ Emissionsgrad((zum Emissionsgrad siehe [[]])) \\ =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, nicht oxidiert | 0,03 | |
- | |Aluminium, stark oxidiert | 0.20 | | + | |Aluminium, stark oxidiert | 0,20 | |
- | |Aluminium, hochpoliert | 0.09 | | + | |Aluminium, hochpoliert | 0,09 | |
- | |Baumwolle | 0.77 | | + | |Baumwolle | 0,77 | |
- | |Beton | 0.93 | | + | |Beton | 0,93 | |
- | |Eis oder Wasser glatte Oberfläche (0°C) | 0.97 | | + | |Eis oder Wasser glatte Oberfläche (0°C) | 0,97 | |
- | |Chrom | 0.08 | | + | |Chrom | 0,08 | |
- | |Eisen, blank poliert | 0.20 | | + | |Eisen, blank poliert | 0,20 | |
- | |Eisen, stark oxidiert | 0.88 | | + | |Eisen, stark oxidiert | 0,88 | |
- | | rostfreier Stahl, poliertes Blech | 0.18 | | + | | rostfreier Stahl, poliertes Blech | 0,18 | |
- | |Emaille | 0.90 | | + | |Emaille | 0,90 | |
- | |Farben (z.B. Disp.-Farbe auf Tapete) | 0.88 bis 0.96 | | + | |Farben (z.B. Disp.-Farbe auf Tapete) | 0,88 bis 0,96 | |
- | |Glas | 0.90 | der | + | |Glas | 0,90 | |
- | |Gips (20°C) | 0.94 | | + | |Gips (20°C) | 0,94 | |
- | |Gold, hochglanzpoliert | 0.02 | | + | |Gold, hochglanzpoliert | 0,02 | |
- | |Gummi | 0.89 bis 0.94 | | + | |Gummi | 0,89 bis 0,94 | |
- | |Holz | 0.82 bis 0.92 | | + | |Holz | 0,82 bis 0,92 | |
- | |Kerzenruß | 0.95 | | + | |Kerzenruß | 0,95 | |
- | |Kühlkörper, | + | |Kühlkörper, |
- | |Kunststoffe: | + | |Kunststoffe: |
- | |Kupfer, poliert | 0.03 | | + | |Kupfer, poliert | 0,03 | |
- | |Kupfer, stark oxidiert | 0.77 | | + | |Kupfer, stark oxidiert | 0,77 | |
- | |Lack, (Heizkörper-), | + | |Lack, (Heizkörper-), |
- | |Papier, matt, versch. Farben | 0.92 bis 0.94 | | + | |Papier, matt, versch. Farben | 0,92 bis 0,94 | |
- | |Papier, weiß, versch. Glanzarten | 0.76 bis 0.93 | | + | |Papier, weiß, versch. Glanzarten | 0,76 bis 0,93 | |
- | |Mauerwerk ; Ziegelstein; | + | |Mauerwerk ; Ziegelstein; |
- | |Ölfarben (versch. Farben) | 0.92 bis 0.96 | | + | |Ölfarben (versch. Farben) | 0,92 bis 0,96 | |
- | |Porzellan | + | |Porzellan |
- | |Silber, poliert | 0.03 | | + | |Silber, poliert | 0,03 | |
- | |Stahl, kalt gewalzt | + | |Stahl, kalt gewalzt |
- | |Tapete (" | + | |Tapete (" |
- | |Ziegelstein, | + | |Ziegelstein, |
- | |Zink, oxidiert | 0.11 bis 0.60 | | + | |Zink, oxidiert | 0,11 bis 0,60 | |
- | |Zink, poliert | 0.04 bis 0.05 | | + | |Zink, poliert | 0,04 bis 0,05 | |
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