Emission
Der Begriff Emission bedeutet Aussenden, Ausgabe. Ein Körper sendet
WärmeStrahlung in Form von elektromagnetischer Strahlung aus.
Dadurch verliert er an Energie, er wird kälter. Je heißer der
Körper ist, um so größer ist die abgestrahlte Energie.
Die spektrale Verteilung der
StrahlungsEnergie
Stellen wir uns vor, eine StahlPlatte wird von der Rückseite her
erwärmt. Zunächst empfinden wir mit unserer Haut eine WärmeStrahlung,
ohne mit unseren Augen eine farbliche Veränderung der Platte zu erkennen(
IR - Bereich ). Z.B. Kurve T = 400K. Der EnergieInhalt einer
Strahlung in einem Volumen wird mit dem Planck
'schen Gesetz
beschrieben. Mit zunehmenden Temperaturen der Platte empfinden wir nicht
nur eine höhere WärmeStrahlung sondern erkennen auch optisch die
TemperaturFarben der Platte von dunkelrot z.B. T = 600 K, kirschrot, gelb
bis zur Schmelze hell gelb.
Mit zunehmender Temperatur verschiebt sich das Maximum der abgestrahlten
Wellenlänge bis über den sichtbaren Bereich hinaus ( Ableitung des
Planck 'schen Gesetz = Wiensches Verschiebungs Gesetz ). Den
gleichen Zusammenhang kann man mit einer GlühLampe und einem Dimmer
demonstrieren.
Merke: Nur der geringste Teil der Strahlung kann vom menschlichen Auge erfasst werden. Du siehst wenig, bekommst aber die volle Strahlung ab
Eine bestimmte Farbe der Strahlung wird mit der
WellenLänge oder ihrer Frequenz angegeben:
WellenLänge = LichtGeschwindigkeit / Frequenz
l = c / f
( s = v /(1/T) )
Wenn man weiß, dass das Maximum der Sonne bei 3,4 * 1014 Hz
liegt, kann man sofort damit die OberFlächenTemperatur der Sonne
mit 5800 K errechnen.
Die Fläche unter den Kurven entspricht der gesamten Energie = GesamtStrahlung,
welche durch Integration berechnet werden kann.
S = 5,67 * 10-12 * T4
[ W/m2 ]
Die emittierte StahlungsEnergie ist proportional der absoluten
Temperatur zur 4.Potenz.
Auch der Kollektor unterliegt dieser Gesetzmäßigkeit. Auch er
strahl = emittiert während er Energie empfängt gleichzeitig wieder
Energie ab. Die nutzbare Energie ist deshalb von der TemperaturDifferenz4,
dE ~ dT4, abhängig.
Ein thermischer Kollektor sollte, um hohe
EnergieErträge absorbieren zu können, mit möglichst geringer VorlaufTemperatur
arbeiten.
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