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Aufgabenstellung:

  1. Welche Strahlungsleistung emittiert die heiße Wolframwendel (Oberfläche 300 , Emissionsgrad 0,3 ) einer Glühlampe bei einer Raumtemperatur von ?

  2. Welche Wellenlänge entspricht dem Maximum der spektralen Strahldichte der Sonne (Oberflächentemperatur ?

  3. a) Welche Energie pro strahlt die Erde bei einer Temperatur von und in den Weltraum ab, wenn man die Erde als schwarzen Strahler betrachtet?
    b) Bei welchen Wellenlängen liegt das Maximum der Emission?
    c) Was haben -Moleküle mit dem Treibhauseffekt zu tun?

  4. Worauf beruht die optische Temperaturmessung, zum Beispiel im Ohr?

Lösungsweg:

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1. Welche Strahlungsleistung emittiert die heiße Wolframwendel (Oberfläche 300 , Emissionsgrad 0,3 ) einer Glühlampe bei einer Raumtemperatur von ?

Stefan-BOLTZMANN-Strahlungsgesetz

2. Welche Wellenlänge entspricht dem Maximum der spektralen Strahldichte der Sonne (Oberflächentemperatur ?

WIENsches Verschiebungsgesetz

Die Farbtemperatur entspricht grünem Licht; bei empfindet das menschlich Auge maximale Helligkeit.

3.

a) Welche Energie pro strahlt die Erde bei einer Temperatur von und in den Weltraum ab, wenn man die Erde als schwarzen Strahler betrachtet?

(bei

bzw.

bei

b) Bei welchen Wellenlängen liegt das Maximum der Emission?

bei

bzw.

bei

c) Was haben -Moleküle mit dem Treibhauseffekt zu tun?

Der Treibhauseffekt durch Wasserdampf und verhindert das Auskühlen der Erde und wird durch Luftverunreinigungen verstärkt.

Infrarotes Sonnenlicht würde bei klarer Atmosphäre in den Weltraum reflektiert. , Halogenkohlenwasserstoffe, Methan , Ozon , Lachgas und andere Treibhausgase absorbieren die irdische Wärmestrahlung, speichern sie in Form von Molekülschwingungen und strahlen Sie zur Erdoberfläche zurück.

Dadurch erwärmt sich die Atmosphäre.

4. Worauf beruht die optische Temperaturmessung, zum Beispiel im Ohr?

Es wird die Temperaturstrahlung bei zwei Wellenlängen gemessen. Nach dem PLANCKschen Strahlungsgesetz ergibt sich daraus die Temperatur.

Lösung:

  3. a)

    b)

    c) Der Treibhauseffekt durch Wasserdampf und verhindert das Auskühlen der Erde und wird durch Luftverunreinigungen verstärkt.

  4. Es wird die Temperaturstrahlung bei zwei Wellenlängen gemessen. Nach dem PLANCKschen Strahlungsgesetz ergibt sich daraus die Temperatur.