Strahlungsgesetze

Strahlungsleistung eines schwarzen Körpers in Abhängigkeit der Wellenlänge

Das Plancksche Strahlungsgesetz und das Wiensche Verschiebungsgesetz gut zu demonstrieren, stellt eine Herausforderung dar. Wir versuchen einen Ansatz, bei dem eine Glühbirne als schwarzer Körper dient. Deren Spektrum wird mithilfe von einem Prisma aus NaCl aufgespalten und auf eine Thermosäule, die als Detektor dient, abgebildet. Durch Verfahren der Thermosäule kann die Strahlungsleistung für verschiedene Wellenlängenbereiche aufgenommen und auf einem Oszilloskop in Abhängigkeit der Position der Thermosäule dargestellt werden.

Verschiebung der Frequenz mit maximaler Strahlungsleistung bei unterschiedlicher Temperatur

Das Plancksche Strahlungsgesetz und das Wiensche Verschiebungsgesetz gut zu demonstrieren, stellt eine Herausforderung dar. Wir versuchen einen Ansatz, bei dem eine Glühbirne als schwarzer Körper dient. Deren Spektrum wird mithilfe von einem Prisma aus NaCl aufgespalten und auf eine Thermosäule, die als Detektor dient, abgebildet. Durch Verfahren der Thermosäule kann die Strahlungsleistung für verschiedene Wellenlängenbereiche aufgenommen und auf einem Oszilloskop in Abhängigkeit der Position der Thermosäule dargestellt werden.

Strahlungsleistung eines schwarzen Körpers in Abhängigkeit dessen Temperatur

In diesem Experiment wird das Stefan-Boltzmann-Gesetz mit Hilfe der schwarzen Seite eines Strahlungswürfels nach Leslie überprüft. Dabei handelt es sich um einen hohlen Metallwürfel mit einem Volumen von 1L.

Der Leslie-Würfel wird mit 1L kochendem Wasser gefüllt. Vor die schwarze Seite wird eine Thermosäule gestellt. Deren Thermospannung wird an einem präzisen Multimeter während des Abkühlvorgangs des Würfels (mit Wasser) abgelesen. Die Temperatur des Leslie-Würfels, bzw. der Wasserfüllung wird über ein handelsübliches Thermometer bestimmt. Abschließend wird die Thermospannung über die Temperatur aufgetragen. Man kann gut die vorhergesagte T⁴-Abhängigkeit erkennen.