Schwarzkörperstrahlung vs. Wärmestrahlung

Ich habe Probleme, die folgenden 3 Konzepte zu verbinden:

  1. Schwarzkörperstrahlung und Wärmestrahlung 1 .
  2. Optisch dünne und optisch dicke Medien.
  3. Lokales thermodynamisches Gleichgewicht (LTE) und thermodynamisches Gleichgewicht (TE).

Ich versuche herauszufinden, wie diese zusammenhängen. Wenn Sie beispielsweise ein optisch dünnes Medium in TE haben, erzeugt es Schwarzkörper- oder Wärmestrahlung. Da ich anscheinend nicht einmal klare Definitionen für jede dieser Eigenschaften finden kann, habe ich bei dieser Aufgabe kein Glück. Daher meine Frage: Wie sind die Eigenschaften in der obigen Liste verknüpft? (Definitionen wären auch hilfreich)

1 Der Einfachheit halber verwende ich den Begriff Wärmestrahlung, um Schwarzkörperstrahlung auszuschließen. (nicht standardmäßig)

Antworten (2)

Wärmestrahlung ist die allgegenwärtige Strahlung, die im Inneren materieller Körper erzeugt wird und mit höherer Temperatur intensiver wird; sein Frequenzspektrum hängt von der Temperatur und Zusammensetzung des Körpers ab. Der Körper muss sich nicht im thermodynamischen Gleichgewicht befinden, es genügt, dass seinen Elementen lokale Temperatur zugeordnet werden kann. Das Spektrum zeigt oft charakteristische Spitzen und Löcher (Flüssigkeiten, Feststoffe), fällt aber allgemein für Null- und unendliche Frequenzen auf Null ab.

Schwarzkörperstrahlung ist Wärmestrahlung eines hypothetischen Körpers, der überall die gleiche Temperatur hat und ein perfekter Absorber ist. Von allen Körpern bei gleicher Temperatur hat er bei jeder Frequenz die intensivste Wärmeemission. Das Spektrum ist glatt, ohne Linien oder Spitzen oder Löcher, aber es fällt auch für Null- und unendliche Frequenzen auf Null ab.

Wenn Sie ein optisch dünnes Medium in TE haben, erzeugt es Schwarzkörper- oder Wärmestrahlung

Es erzeugt eine für das Medium charakteristische Wärmestrahlung; wenn er optisch dünn ist, ist die Nettointensität pro Oberflächenbereich geringer als die Intensität eines Körpers mit der gleichen Zusammensetzung, aber größerer Dicke.

Hallo, danke für deine Antwort (und sorry für die späte Antwort). Können Sie bitte ein paar Punkte klarstellen? Erstens sagen Sie: "Es reicht aus, dass seinen Elementen eine lokale Temperatur zugeordnet werden kann." ist dies eine notwendige und/oder hinreichende Bedingung für LTE? Du sagst auch '...und ist ein perfekter Absorber.' ist das dasselbe wie zu sagen, dass es optisch dick ist?
Keine Erwähnung der Planck-Funktion?

BB-Strahlung ist temperaturabhängig und verursacht Energieverluste aus dem Medium. Die optische Tiefe beschreibt, wie viel Energie ein Medium absorbiert, wenn Licht darauf fällt. Wenn Sie diese Effekte jedoch zusammen mit anderen Energieverlusten und -gewinnen untersuchen, können Sie feststellen, ob sich die Temperatur des Systems ändert. Wenn dies nicht der Fall ist, kann davon ausgegangen werden, dass es sich um LTE handelt. (Globales thermodynamisches Gleichgewicht bedeutet, dass sich im gesamten System keine Energie bewegt, es wird der Endzustand Ihres Systems einschließlich des Mediums sein.) Sie möchten auch die Gleichungen ausgraben, denke ich ...