Absorption von Wärmestrahlung

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	Absorption von Wärmestrahlung durch verschiedene Materialien.

Physikalischer Hintergrund

Strahlung wird beim Durchgang durch Materie mehr oder weniger geschwächt. In einer differentiell kleinen Schichtdicke dx wird jede Strahlungsintensität I um den selben Bruchteil geschwächt:

Der Absorptionskoeffizient a ist abhängig vom Material. Durch Integration erhält man

Beer-Gesetz

Damit lässt sich der Absorptionskoeffizient und damit die Thermospannung bei gleicher Schichtdicke von 1 mm abschätzen.

Material	Dicke d in mm	Thermospannung in mV [I0=10 mV]	Absorptionskoeffizient [mm-1]	Thermospannung in mV bei d = 1 mm
Aluminium	0,4	0,2	9,780	0,0
Plexiglas	2,5	1,5	0,758	4,7
Fensterglas	2,5	4,0	0,367	6,9
Germanium	40,0	1,0	0,058	9,4
Steinsalz	16,0	5,5	0,037	9,6

Beim vorliegenden Versuchsaufbau absorbiert Aluminium die Wärmestrahlung gut, Steinsalz dagegen äußerst schlecht.

Anmerkung

Bei diesem Experiment wurden u.a. Materialien aus dem Alltag verwendet (Fensterglas, Aluminium), um qualitativ zu zeigen, dass unterschiedliche Materialien Wärmestrahlung unterschiedlich absorbieren. Eine exakte quantitative Auswertung war nicht angezielt und ist nicht möglich, da nicht mit monochromatischer Strahlung gearbeitet wurde. Da die Absorption zusätzlich zum Material sehr stark von der verwendeten Wellenlänge der Strahlung abhängt²⁴, ist ein Vergleich mit Literaturwerten nicht möglich.

²⁴  Die Abhängigkeit der Absorption von der Wellenlänge ist beispielsweise an der Absorptionskurve von Germanium zu sehen: siehe Hering (1992, Kap. 9.4.2.1, S. 694)