Rechner für ideale Schwarze Körper

Name: Rechner für ideale Schwarze Körper
Author: Jürgen Kummer

Schwarzkörperstrahlung mit dem Stefan-Boltzmann-Gesetz berechnen

Ein idealer Schwarzer Körper ist ein theoretisches Modell für etwas, das alle auftreffende elektromagnetische Strahlung vollständig absorbiert. Praktisch ist dieses Modell beispielsweise für Sterne und Brennöfen anwendbar. Die Strahlung eines solchen Schwarzen Körpers lässt sich mit dem Stefan-Boltzmann-Gesetz berechnen.
Bitte zwei Werte eingeben und die Einheiten auswählen. Der Dritte Wert wird berechnet.
Die Formel ist P = σ * A * T⁴ mit der Stefan-Boltzmann-Konstante σ = 5,670367 * 10^-8 W / m² / K⁴

Beispiel: die Sonne mit Ihrer Oberfläche von 6087799000000 Quadratkilometer und Oberflächentemperatur von 5778 Kelvin hat eine Strahlungsleistung von 384,75 Yottawatt (YW, 10²⁴ Watt). Pro Quadratmeter ist ihre Strahlungsleistung 63,2 Megawatt.

Ein Schwarzer Körper, so benannt 1860 von Gustav Robert Kirchhoff, wird auch planckscher Strahler nach Max Planck genannt. Dies ist ein idealisierter Körper, der alle eingehende Strahlung komplett absorbiert. In diesem Sinne ist er schwarz, nicht nur im sichtbaren Licht, sondern über das komplette elektromagnetische Spektrum hinweg. Echte Körper reflektieren im Gegensatz dazu immer einen bestimmten Teil der auf sie einfallenden Strahlung. Ein schwarzer Körper sendet Strahlung aus, welche mit der eingehenden Strahlung nichts zu tun hat. Dies kommt daher, dass er eine Temperatur hat, also Wärmestrahlung abgibt. Bei sehr niedrigen Temperaturen ist dies Mikrowellenstrahlung, bei Temperaturen, mit denen wir es in unserer Umgebung zu tun haben ist das Infrarotstrahlung und wenn der Körper sehr heiß ist leuchtet er, sendet also sichtbares Licht aus. Auch noch kurzwelligere Strahlung ist bei höheren Temperaturen möglich. Die ausgesendete Strahlung erstreckt sich in einer linkssteilen Verteilung über einen bestimmten Bereich des Spektrums, das Maximum dieser Verteilung ergibt sich aus der Temperatur.
Ein Schwarzer Körper lässt sich durch eine Hohlraum simulieren, in den durch ein winziges Loch Strahlung eindringen kann, aber nicht mehr heraus kommt. Daher wird die Schwarzkörperstrahlung auch Hohlraumstrahlung genannt.

Zuletzt aktualisiert am 12.03.2025. Autor: Jürgen Kummer

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