Zusammenfassung
Wärmestrahlen bilden einen Teil der von einem Körper ausgesandten elektromagnetischen Strahlen. Nur ein kleiner Bruchteil davon wird durch das Auge als Lichtempfindung wahrgenommen (vgl. Abb. 5), nämlich das Gebiet zwischen den Wellenlängen λ = 0,365 µ bis 0,75 µ
1. Das ganze Gebiet der elektromagnetischen Strahlen hat etwa folgende Einteilung:
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Literatur
In einem isotropen Stoff sind alle physikalischen Eigenschaften unabhängig von der Richtung.
Unter Intensität versteht man ganz allgemein die Stärke der Wirkung, hier der Strahlung, also die Energiemenge, die in der Zeiteinheit ausgestrahlt wird Watt oder kcal/h). Man muß dabei unterscheiden: a) Die Intensität bei einer bestimmten Wellenlänge (Jλ), oft „relative“ Intensität genannt. b) Die Intensität in einem engen Wellenbereich von λ x bis (math) c) Die Intensität der Gesamtstrahlung:(math)
Man kann die verschiedenen Intensitäten auf das Volumen des strahlenden Körpers oder auf die Einheit der Oberfläche beziehen. Die auf die Flächeneinheit bezogene Intensität wird „spezifische Intensität“ oder Helligkeit (Flächenhelle) genannt. Der Begriff der Helligkeit ist also (wie auch der Begriff der Farbe) nicht auf das sichtbare Bereich (photometrische Helligkeit) beschränkt.
Weiter kann man die Intensität in einer bestimmten Richtung oder auch in einem bestimmten Raumwinkel betrachten.
L. 10.3, S. 21/23.
1° C absolut = 1° K (Kelvin).
In den physikalischen Handbüchern meist noch als Absorptionsvermögen bezeichnet.
L. 13.2, S. 41.
L. 13.14, S. 763.
Der Chemie-Ingenieur S. 301. — 4 L. 13.19.
Der Beweis des Kirehhoff sehen Satzes folgt unmittelbar aus dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik durch Betrachtung des Temperaturgleichgewichtes in einem geschlossenen Raum. Für zwei unendlich große, ebene Platten z. B. ist in Gleichung (67), S. 23, F 1 = F 2 und φ = 1. Haben beide Körper ursprünglich gleiche Temperaturen, so muß die Temperaturgleichheit dauernd bestehen bleiben, d. h. Q 1 wird gleich Null und damit A 2 q 1 = A 1 q 2 Wählen wir Körper II als absolut schwarz, so ist A 2 = 1 und q 2 = E s , also:(math)
Von Stefan 1879 experimentell gefunden und 1884 von Boltzmann abgeleitet.
Die Plancksche Ableitung geht von der Strahlung von Oszillatoren aus. A. Einstein [Physik. Z. Bd. 18 (1917) S. 121] hat gezeigt, daß eine solche spezialisierte Vorstellung nicht notwendig ist. Er nimmt nur an, daß die der Strahlung zugrunde liegenden Elementarprozesse nach Zufallsgesetzen erfolgen und daß die Energieübertragung in endlichen Beträgen erfolgt.
Die Konstanten C 1 = c2 • h und C 2 = c • h • k können aus den universalen physikalischen Konstanten bestimmt werden:
c = Lichtgeschwindigkeit = 2,9985 1010 cm/s
h = Plancksches Wirkungsquantum = 6,55 • 10–27 erg • sec
k = Boltzmannsche Konstante = 1,372 • 10–16 erg grad; 1 mkg = 0,981 • 108 erg. Aus Gleichung (23) läßt sich der Anteil der Strahlung berechnen, der auf einen bestimmten Wellenbereich entfällt. Für das sichtbare Gebiet bestehen ausführliche Zahlentafeln und Kurven (Miscellaneous Publ. Bur. of Standard Nr. 56). Im Handbuch der Physik, Bd. 21, S. 201, Abb. 9 und 10 ist der Strahlungsanteil, der im Wellenbereich von 0 bis λ liegt, über der Wellenlänge eingetragen. Durch Differenzbildung kann man aus diesen Kurven den Strahlungsanteil für jeden Weüenintervall entnehmen.
L. 10.1. Bd. 20, Kap. 6, Gleichung (116) und (122).
E. Schmidt [L. 11.2] vernachlässigt weiter in Gl. (43) cos i gegenüber 2n und
in Gleichung (44) 1 gegenüber 2n cos i. Er erhält dann die einfachen Gleichungen:(math)
Für senkrecht auffallende Strahlen gehen beide Gleichungen über in A = 2/n, d. i. die schon von Drude gefundene Beziehung.
Die vereinfachte Gleichung von A s ist umso genauer erfüllt, je größer i ist; die Gleichung für A s gilt dagegen nur solange 2/n cos i < 1 bleibt (Gesetz von Kirchhoff). E. Schmidt integriert nun die Strahlung über alle Richtungen des Halbraumes und findet, daß die Intensität in senkrechter Richtung gleich der ganzen gestrahlten Energie geteilt durch 1, 33π ist. H. Schmidt und E. Furthmann haben darauf hingewiesen, daß die Vereinfachungen von E. Schmidt nicht zulässig sind und daß der Faktor 1,33π viel zu groß ist. Der Faktor Hegt für glatte Metalle zwischen 1 und 1,3.
Zahlentafel für ϱ im Taschenbuch „Hütte“, 26. Aufl. Bd. 2 S. 961.
L. 35.41.
Schweiz. Bauzeitung 1918 II, S. 90. Für die Berechnung der einem Freilufteisfeld zugestrahlten Wärme s. W. Koeniger, Z. ges. Kälteind. Bd. 41 (1934) S. 109.
A. Schack gibt auch eine Methode an die Strahlung leuchtender Flammen durch Temperaturmessungen experimentell zu bestimmen. Leider ist die Methode für die praktische Auswertung recht ungünstig, da zu ungenau (L. 13.17).
L. 14.
Für die durch Wärmeleitung entstehenden Meßfehler vgl. S. 59, Gleichung (27b).
Vgl. z. B. F. Seufert: Verbrennungslehre, S. 61. Berlin: Julius Springer.
Garbe: Die zeitgemäße Heißdampflokomotive. Berlin: Julius Springer.
z. VDI. 1900, S. 670; 1909, S. 1842 u. 1882.
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ten Bosch, M. (1936). Wärmestrahlung. In: Die Wärmeübertragung. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-34039-4_2
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