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+++ grundlagen:waermestrahlung [2023/09/08 18:07] (aktuell) – [Strahlungsgrößen] wfeist
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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 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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   * Und natürlich wird auch thermische Strahlung an den Oberflächen der uns umgebenden Körper reflektiert: In aller Regel diffus, weil die Oberflächen rau sind, das ist wieder ganz ähnlich wie für das Licht im visuellen Spektralbereich; Glasscheiben sind "glatt wie poliert" und daher können auf diesen regelmäßig auch Reflexionen von anderen thermisch strahlenden Körpern gesehen werden. Einen Unterschied zur Umgebung im sichtbaren Licht gibt es hier aber dennoch noch: Die Reflexionsgrade der Oberflächen für das mittlere und ferne IR sind in aller Regel sehr gering((und entsprechend hoch sind die Absorptionsgrade)), in einem Bereich von 2% bis 15%, die einzige Ausnahme bilden hier metallische Oberflächen, die wie gewohnt auch für die thermische Strahlung als Spiegel wirken. Während also auf den ersten Blick im Infraroten (weitgehend) alles doch so ähnlich wie im visuellen auszusehen scheint, ergeben sich bei genauer Betrachtung doch bedeutende Unterschiede.
-{{ :grundlagen:grubenorgane.jpg?200|}}Kleine Infrarot-Kameras sind heute, insbesondere als USB-Aufsteckgeräte, zu erschwinglichen Preisen erhältlich. Die haben heute noch in der Regel eine nur geringe räumliche Auflösung. Dennoch lässt sich damit unsere Umwelt in einem ganz anderen Spektralbereich erfahren. Vieles lässt sich mit diesen Kameras unmittelbar veranschaulichen. Das hat neben eine ganzen Reihe von technischen und für verschiedenste Zwecke nützlichen Anwendungen auch einen hohen pädagogischen Wert: Zeigt es uns doch, dass es neben der uns geläufigen Welt mit der Wahrnehmung durch die uns gegebenen Sinne noch gänzlich andere Wahrnehmungs-"Kanäle" gibt, auf welchen weitere Eigenarten unserer Welt erkennbar sind, die uns sonst entgehen. 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. auch interessant ist, das bisher keine Art bekannt ist, die diese Wahrnehmung mit höherer Auflösung ähnlich einem Auge verwendet).
+{{ :grundlagen:grubenorgane.jpg?200|}}Kleine Infrarot-Kameras sind heute, insbesondere als USB-Aufsteckgeräte, zu erschwinglichen Preisen erhältlich. Die haben heute noch in der Regel eine nur geringe räumliche Auflösung. Dennoch lässt sich damit unsere Umwelt in einem ganz anderen Spektralbereich erfahren. Vieles lässt sich mit diesen Kameras unmittelbar veranschaulichen. Das hat neben einer ganzen Reihe von technischen und für verschiedenste Zwecke nützlichen Anwendungen auch einen hohen pädagogischen Wert: Zeigt es uns doch, dass es neben der uns geläufigen Welt mit der Wahrnehmung durch die uns gegebenen Sinne noch gänzlich andere Wahrnehmungs-"Kanäle" gibt, auf welchen weitere Eigenarten unserer Welt erkennbar sind, die uns sonst entgehen. 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. auch interessant ist, das bisher keine Art bekannt ist, die diese Wahrnehmung mit höherer Auflösung ähnlich einem Auge verwendet).
 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: [[baulich:innendaemmung_seit_36_jahren_erfolgreich|Innendämmung ist besser als ihr Ruf]]).\\ \\