Warum wird Free-Free-Emission als thermische Emission betrachtet?

Thermische Strahlung$\neq$Schwarzkörperstrahlung.

Wärmestrahlung ist Strahlung, die von einem System kommt, in dem ein Gleichgewicht erreicht wurde, in dem die verschiedenen Energiezustände gemäß der Boltzmann-Verteilung besetzt sind und die Teilchengeschwindigkeitsverteilungen bei einer bestimmten Temperatur Maxwell'sch sind.

Das bedeutet nicht zwangsläufig, dass das Strahlungsfeld bei gleicher Temperatur mit der Materie im Gleichgewicht ist. Dieses letztere Gleichgewicht ist erforderlich, damit sich das Strahlungsfeld einem schwarzen Körper annähert.

Also sind folgende Aussagen wahr:

Schwarzkörperstrahlung ist Wärmestrahlung. Wärmestrahlung ist nicht unbedingt Schwarzkörperstrahlung.

Ein Beispiel für thermische, aber nicht-Schwarzkörper-Strahlung wäre thermische Bremsstrahlung . Die Teilchengeschwindigkeiten im Gas folgen einer Maxwellschen Verteilung bei einer charakteristischen Temperatur und diese bestimmt das Spektrum der emittierten Frei-Frei-Strahlung. Die Bremsstrahlung kann jedoch ohne weitere Wechselwirkung aus dem Gas entweichen – das Gas ist also „optisch dünn“. Das Ergebnis ist ein thermisches Bremsstrahlungsspektrum, das überhaupt nicht wie ein Schwarzkörperspektrum ist, insbesondere bei Frequenzen$<kT/h$.

Andererseits wird der Bremsstrahlungsprozess ausschließlich durch die Wechselwirkung freier Elektronen und Ionen verursacht. Wenn Sie zulassen, dass Atome und teilweise ionisierte Atome im Gas vorhanden sind, ist es möglich, dass diese bei derselben Temperatur im Gleichgewicht sind. Die Besetzung der verschiedenen Energiezustände in den Atomen und Ionen wird durch diese Temperatur bestimmt, und Übergänge zwischen diesen Niveaus erzeugen spektrale Emissionslinien auf vollständig vorhersagbare, temperaturabhängige Weise.