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Schwarzer Körper

Geschrieben von: Dennis Rudolph
Sonntag, 20. Juli 2014 um 19:48 Uhr

Mit dem schwarzen Körper befassen wir uns in diesem Artikel. Dabei erklären wir euch, was man unter einem schwarzen Körper versteht und wie man diesen annähernd realisiert. Dieser Artikel gehört zum Bereich Thermodynamik.

Eines gleich einmal vorweg: Einen "schwarzen Körper" gibt es in der Realität nicht. Es handelt sich dabei um eine Modellvorstellung in der Physik und dient als Grundlage für theoretische Betrachtungen sowie als Referenz für praktische Untersuchungen elektromagnetischer Strahlung. Ein schwarzer Körper hat zwei sehr wichtige Eigenschaften:

  • Ein schwarzer Körper absorbiert die auf ihn fallende elektromagnetische Strahlung aller Wellenlängen vollständig und
  • Gibt in jedem Spektralbereich eine größere Strahlungsleistung ab, als irgend ein anderer Körper bei der gleichen Temperatur

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Näherungsweise Realisierung schwarzer Körper

Einen Körper zu erschaffen, der die in der Einleitung erwähnten Eigenschaften aufweist ist nicht möglich. Der schwarze Körper ist somit eine Idealisierung, die sich physikalisch aber mit beliebiger Genauigkeit ( aber nicht zu absolut 100% ) verwirklichen lässt. Wenn man eine Fläche mit Ruß komplett schwärzt, ist diese dennoch nicht absolut schwarz und absorbiert höchstens 97% der Strahlung.

Eine bessere Realisierung gelingt durch einen Kasten, der nur an einer ganz kleinen Stelle offen ist. Jeder Strahl, der durch diese kleine Öffnung dringt, muss mehrfach reflektiert werden, um wieder durch die Öffnung nach außen zu gelangen. Durch eine Berußung der Innenseiten dieses Kastens werden die Reflexionen weiter reduziert. Außerdem kann man mit zusätzlichen Blenden an der Eintrittsseite den Austritt von Lichtstrahlen erschweren. Durch diese Maßnahmen strahlt ein solcher Körper von fast allen auffallenden Wellen praktisch nichts mehr zurück und kommt dem ideal des schwarzen Körpers sehr nahe.

Grafik: Einfallendes Licht kommt aus dieser Konstruktion fast nicht mehr raus.

Schwarzer Körper

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