Beschreibung des Bildes: Kurve des elektromagnetischen Spektrums eines schwarzen Körpers bei verschiedenen Temperaturen.
Wie im Bild zu sehen ist, weist die Kurve des elektromagnetischen Spektrums eines schwarzen Körpers eine maximale Intensität auf, die sich mit zunehmender Temperatur des schwarzen Körpers zu kurzen Wellenlängen hin verschiebt. Beispielsweise hat der schwarze Körper bei 5000 K ein Intensitätsmaximum im gelben Bereich, während der schwarze Körper bei 4000 K ein Intensitätsmaximum im roten Bereich und ein schwarzer Körper bei 3000 K ein Intensitätsmaximum im Infrarotbereich aufweist. Bildnachweis:Wikipedia(Public Domain).
In der Physik aschwarzer Körperist ein ideales Objekt, das die gesamte empfangene elektromagnetische Energie perfekt absorbiert, ohne sie zu reflektieren oder zu übertragen. Diese vollständige Absorption des Lichts führt zu einer thermischen Bewegung (zufällige Bewegung von Molekülen oder Atomen), die zur Emission elektromagnetischer Strahlung führt, die als bezeichnet wirdSchwarzkörperstrahlung.
Diese Bewegungen werden durch die Temperatur des schwarzen Körpers verursacht. Je höher die Temperatur, desto schneller sind die Bewegungen und desto stärker ist die thermische Bewegung.
Ein solches Objekt existiert in der Realität nicht, aber das Konzept eines schwarzen Körpers wird als wichtiges theoretisches Modell in der Thermodynamik und Quantenphysik verwendet.
DortPlancksches Gesetzbeschreibt die Verteilung der elektromagnetischen Energie (oder Photonendichteverteilung), die von einem schwarzen Körper bei einer bestimmten Temperatur abgestrahlt wird, als Funktion der Wellenlänge.
Die Plancksche Gleichung lautet wie folgt:
I(ν,T) = 8 π hν^3 / c^2 / (e^(hν / kBT) - 1) wobei:
I(ν,T) ist die Strahlungsintensität pro Flächeneinheit, Raumwinkel und Frequenz
ν ist die Frequenz der Strahlung
T ist die Temperatur des schwarzen Körpers
h ist die Plancksche Konstante
k ist Boltzmanns Konstante
es ist die Lichtgeschwindigkeit
Plancks Gleichung sagt voraus, dass die Kurve des elektromagnetischen Spektrums eines schwarzen Körpers eine glockenförmige Kurve mit maximaler Intensität bei einer bestimmten Wellenlänge ist. Die Wellenlänge der maximalen Intensität, λmax, wird durch gegebenWiensches Gesetz : λmax = hc / kBT
Das Plancksche Gesetz war eine bedeutende Entdeckung der Physik, da es eine quantitative Erklärung für die experimentelle Beobachtung lieferte, dass das elektromagnetische Spektrum eines schwarzen Körpers eine glockenförmige Kurve ist. Dieses Gesetz hatte auch einen tiefgreifenden Einfluss auf die Entwicklung der Quantenmechanik, insbesondere mit der Arbeit von Max Planck (1858-1947), der den Begriff der Energiequanten einführte, um die Strahlung eines schwarzen Körpers zu erklären. Die Menge der von einem schwarzen Körper emittierten Strahlung hängt nur von seiner Temperatur und Wellenlänge ab.
Das Plancksche Gesetz ist auf eine Vielzahl von Quellen elektromagnetischer Strahlung anwendbar, darunter Sterne, Nebel, Öfen, Glühlampen, Laser, Dioden und auch auf Halbleiter.
Das Plancksche Gesetz ist ein Grundgesetz der Physik, das viele praktische Anwendungen hat.
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