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Die strahlende Energie
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Das Temperaturgesetz der Strahlung. Die Strahlung eines schwarzen
Körpers ist somit eine äußerst wichtige Fundamentalgröße. Sie ist von
der Temperatur abhängig, und zwar wächst sie proportional der vierten
Potenz der absoluten Temperatur (Stefan 1870, Boltzmann 1884).
Die von einem Quadratzentimeter in der Sekunde ausgestrahlte Energie-
menge wird in absoluten Einheiten durch den Ausdruck:
S = 5:32 X 1075 T* Erg
dargestellt. Da ein schwarzer Körper in dem hier definierten Sinne
nur eine Abstraktion ist, so entsteht die Frage, wie ein solcher expe-
rimentell herzustellen ist. Die Antwort ergibt sich dahin, daß eine kleine
Öffnung in einem Raume, dessen Wände von beliebigem Material bei
der bestimmten Temperatur gebildet werden, wie eine schwarze Fläche
von der Größe der Öffnung wirkt. Der Beweis dafür beruht auf der
Betrachtung, daß eine in einen solchen Raum eindringende Strahlung
infolge der vielen Reflexionen an den teilweise absorbierenden Wänden
schließlich vollständig absorbiert werden wird, ehe ein Anteil durch
die Öffnung wieder einen Ausweg findet. Ein solcher Raum hat also
den Absorptionskoeffizienten Eins, folglich hat er die Emission einer
schwarzen Fläche (Kirchhoff 1859, Lummer und Pringsheim 1900).
Außer dem Betrage der Gesamtstrahlung ist auch noch der der
einzelnen Perioden eine allgemeine Temperaturfunktion. Die Unter-
suchungen hierüber haben gleichfalls in letzter Zeit ein allgemeines Resultat
ergeben, doch muß von einem Eingehen darauf hier abgesehen werden.
Spektralanalyse. Eine wichtige Beziehung zwischen der strahlenden.
Energie und den Eigenschaften materieller Stoffe liegt nun darin, daß
ihre Entstehung und Umwandlung an diesen in bezug auf die Peri-
ode gesetzmäßig geregelt ist. In vielen Fällen wird nur Strahlung von
bestimmten Perioden entwickelt, bzw. umgewandelt, und diese Tatsache
läßt auf periodische Eigentümlichkeiten der betreffenden
Stoffe schließen. Umgekehrt wird die Abwesenheit einer solchen
spezifischen Emission oder Absorption darauf schließen lassen, daß.
solche periodische Eigenschaften nicht vorhanden sind, oder, was hier
dasselbe bedeutet, daß die in Frage kommenden Eigenschaften alle.
möglichen Perioden innerhalb der vorhandenen Grenzen besitzt.
Durch die unmittelbare Beziehung zwischen Emission und Absorp-
tion ist ein zweifaches Verfahren für die Bestimmung dieser Perioden
gegeben: man untersucht entweder die Strahlung, die der betreffende:
Stoff aussendet, auf ihre Perioden, oder man sendet eine Strahlung,
die alle möglichen Perioden enthält, durch den Stoff, und ermittelt,
welche Perioden absorbiert werden. Beide Verfahren sind in Ge-
brauch; in den Fällen, wo beide unter gleichen Bedingungen auf den-
selben Stoff haben angewendet werden können, haben sie überein-
stimmende Ergebnisse geliefert.
Am einfachsten haben sich die Verhältnisse bei den Gasen gezeigt.
Gase, die durch hohe Temperatur oder auf andere Weise (z. B. durch