PhysProf - Plancksches Strahlungsgesetz

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Plancksches Strahlungsgesetz


Das Modul [Optik] - [Plancksches Strahlungsgesetz] bietet die Möglichkeit Berechnungen und Analysen zum Planckschen Strahlungsgesetz durchzuführen.

PhysProf - Planck - Strahlungsgesetz

Flächige Darstellung

PhysProf - Plancksches Strahlungsgesetz

Liniendarstellung

Dieses Gesetz beschreibt die Strahlungsleistung eines schwarzen Strahlers als Funktion von Temperatur T und Wellenlänge λ.

Planck - Strahlungsgesetz - Gleichung

Hierbei sind:

dP: Leistung (abgestrahlt in Wellenbereich λ bis λ + dλ) [W]

h: Planck-Konstante [J·s]

c0: Lichtgeschwindigkeit in Vakuum [m/s]

λ: Wellenlänge der Strahlung [m]

k: Boltzmann-Konstante [J/K]

T: Temperatur des Strahlers [K]

A: Fläche des Strahlers [m²]

e: Eulersche Zahl

dλ: Intervallbreite
 

Die abgestrahlte Leistung nimmt mit höherer Temperatur zu (ihr entspricht die Fläche unter der Kurve) und das Maximum verschiebt sich zu den kürzeren Wellenlängen.

Diese Entdeckung Planck's im Jahre 1900 gilt als Geburtsurkunde der Quantenmechanik, da er zur Erklärung der empirisch gefundenen Formel annahm, dass Licht nicht kontinuierlich, sondern diskret in Quanten (Photonen) aufgenommen und abgegeben wird.

Programmbedienung

Das Programm bietet zwei Möglichkeiten sich diese Zusammenhänge grafisch zu veranschaulichen.

Wählen Sie den Kontrollschalter Flächig, so wird die Darstellung als gefüllte Fläche mit Spektralfarben für einen einzelnen Temperaturwert ausgegeben. Aktivieren Sie hingegen den Kontrollschalter Linie, so wird eine Kurvenschar mit Strahlungsintensitätskurven dargestellt und es stehen Eingabefelder für mehrere Temperaturwerte zur Verfügung. Mit Hilfe des dafür vorgesehenen Rollbalkens Bereich können Sie den Darstellungsbereich beeinflussen.

Nach einer Bedienung des Schalters Berechnen werden die Intensitäten für verschiedene Wellenlängen mit der im obersten Eingabefeld eingetragenen Temperatur T1 errechnet und in einer Liste ausgegeben. Im Diagramm werden die ermittelten P-Werte für Intensitäten multipliziert mit dem Faktor 104 dargestellt.
 

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