Die Ursprünge der modernen Theoretischen Chemie aus der Physik

Zusammenfassung

Ende des 19. Jahrhunderts war bekannt, dass ein erhitzter Festkörper Strahlung verschiedener Wellenlänge und verschiedener Intensität emittieren kann. Theoretische Studien dieses Phänomens benutzten das Modell des schwarzen Körpers oder schwarzen Strahlers. Der schwarze Strahler ist ein idealisierter Körper, der die gesamte auf ihn fallende Strahlung absorbiert, und dies nicht nur im sichtbaren Bereich. Deshalb ist ein schwarz aussehender Festkörper kein schwarzer Körper. Dieses Modell kann am besten durch einen Hohlraum realisiert werden. Die Strahlung im Inneren des Hohlraums nennt man die Strahlung des schwarzen Körpers. Lord Rayleigh (John William Strutt) (1842–1919) hatte ein Strahlungsgesetz abgeleitet, bei dem die Energiedichte mit dem Quadrat der Frequenz der Strahlung ansteigt unter der Annahme, dass die Frequenzverteilung kontinuierlich ist. Integriert man über alle Frequenzen des gesamten Hohlraums, so führt dies zu einer unendlichen Energie im Hohlraum, der sogenannten Ultraviolett-Katastrophe. Dieses Gesetz war also nur für kleine Frequenzen brauchbar. Andererseits hatte Wilhelm Wien (1864–1928) ein Strahlungsgesetz abgeleitet, das die Form der experimentellen Intensitätsverteilung mit verschwindender Intensität bei kleinen und großen Frequenzen und einem nur von der Temperatur abhängigen Maximum dazwischen qualitativ korrekt beschreibt. Allerdings gab es Abweichungen bei kleinen Frequenzen. Wien erhielt dafür 1911 den Nobelpreis.