Es gibt ein sehr berühmtes Gedankenexperiment, das die Temperaturabhängigkeit von Schwarzkörperspektren bestätigt
Der Beweis geht zunächst davon aus, dass zwei schwarze Körper unterschiedliche Spektren haben und zeigt dann, dass dies zu einem Widerspruch führt. Lassen Sie zwei schwarze Körper A & B, beide auf Temperatur , strahlen unterschiedliche Spektren aus. Verwenden Sie dann einen Filter und Aperturblenden, damit sie Wärme nur durch Strahlung in einem bestimmten Durchlassbereich übertragen können. Dann wird die Strahlung von A vollständig von B absorbiert und die Strahlung von B wird vollständig von A absorbiert. Wenn ihre Spektren unterschiedlich sind, würde es also eine Nettowärmeübertragung zwischen A und B geben, aber ihre Temperaturen sind gleich. Da keine Wärmeübertragung zwischen Objekten gleicher Temperatur stattfindet, müssen die Spektren identisch sein. Die Wahl des Filterpassbands war willkürlich, daher müssen die Spektren bei allen Frequenzen identisch sein.
Ich verstehe es so: Wenn A Photonen einer einzigen Wellenlänge freisetzt, sollte B dies auch tun, sonst gibt es einen Nettoenergietransfer (Photonen haben keine Möglichkeit, sich vom anderen Körper zu entfernen). Aber bedenken Sie Folgendes - A emittiert Energiephotonen
, während B Energiephotonen aussendet
Und
in gleichen Mengen. In diesem Fall würden sie die gleiche Energie austauschen (also würden die Temperaturen gleich bleiben), aber die Spektren wären unterschiedlich.
Ich weiß, dass dies im wirklichen Leben vielleicht unmöglich ist, aber ist dies nicht ein Fall, der durch das Gedankenexperiment eindeutig nicht erklärt wird?
Ihr Vorschlag funktioniert ohne Filterpassbänder, aber der Hauptpunkt des Arguments ist die Verwendung von Filterpassbändern. In Ihrem speziellen Fall bricht das Gegenbeispiel, wenn Sie beispielsweise ein Filterpassband auswählen, das scharf um die Frequenz zentriert ist . In diesem Fall werden keine Photonen von wird in der Lage sein, das Filterpassband zu überqueren, während alle Photonen aus wird überqueren. Somit, wird währenddessen abkühlen sich aufheizt und daher nicht im thermischen Gleichgewicht sein können, was ein Widerspruch ist.
Beachten Sie die Bedeutung des Filterpassbands im Argument. Das ermöglicht die Auswahl von Frequenzen und ermöglicht, dass das Argument für jede einzelne Frequenz funktioniert.
Angenommen, ein Körper sendet Energiephotonen aus zum Preis Photonen pro Sekunde, während der andere Energiephotonen emittiert Und jeweils zum Preis Photonen pro Sekunde. Die beiden Körper befinden sich dann im thermischen Gleichgewicht, wobei jeder Energie abgibt und aufnimmt pro Sekunde.
Jetzt können wir jede der drei Frequenzen blockieren und die Nettoenergieübertragung gemäß dem im OP angegebenen Argument haben. Somit sind diese Körper nicht schwarz.
Jakob1729