i. Strahlung und Bau der Materie 
gung der Moleküle ist der Temperaturbegriff an die wägbare Materie und 
deren physikalische Eigenschaften gebunden. An einer leeren Stelle des 
Weltalls, an der sich keine Materie befindet, gibt es also überhaupt keine 
Temperatur, und der Begriff verliert hier jeden Sinn. Bei astrophysika- 
lischen Betrachtungen muß daher von einer Temperaturdefinition ausgegangen 
werden, die von der Materie völlig unabhängig ist. Es wird später noch zu 
zeigen sein, in welcher Weise es dabei gelungen ist, die Temperatur aus 
schließlich mit den quantitativen und qualitativen Eigenschaften der Strahlung 
zu verknüpfen. 
Als Einheit der Strahlungsenergie wird in der Astrophysik fast ausschließlich 
die Gramm-Kalorie (g-cal) verwendet. Es ist dies diejenige Wärmemenge, die 
erforderlich ist, um die Temperatur von i g Wasser von 15 0 C um i° zu erhöhen. 
Den Messungen des Energiestromes der Strahlung muß natürlich eine Flächen 
einheit, etwa 1 qcm, und eine Wirkungszeit, z. B. 1 Sekunde bzw. 1 Minute 
zugrunde gelegt werden. Die Arbeitsgröße, die der Wärmeeinheit pro Sekunde 
gleichwertig ist, heißt mechanisches Wärmeäquivalent. Sie beträgt nach den 
klassischen Versuchen von J. P. Joule und G. A. Hirn 0.4269 Meterkilo 
gramm, entspricht also der Arbeit, die beim Heben von 1 kg um rund 43 cm 
geleistet wird. 
Die Äquivalenz, d. h. die Gleichwertigkeit von Wärme und Arbeit wird als 
erster Hauptsatz der mechanischen Wärmetheorie bezeichnet. Für alle uns hier 
interessierenden physikalischen Betrachtungen ist dieser von R. Mayer 1842 
aufgestellte und besonders durch die Arbeiten von J. P. Joule und H. v. Helm- 
holtz begründete Satz von der größten Wichtigkeit. Er gipfelt in dem bekannten 
Gesetz von der Erhaltung der Energie, das in der üblichen Form die Möglichkeit 
eines ,,perpetuum mobile“ leugnet. In einem äußeren Einflüssen vollständig 
entzogenen System von Körpern ist ihr Energieinhalt unveränderlich, wobei 
nicht nur an mechanische, sondern auch an elektromagnetische, chemische und 
vor allem thermische Energiequellen zu denken wäre. Der Energiebetrag, der 
an einer Stelle oder in einer bestimmten Erscheinung verschwindet, geht 
nie verloren, sondern wird in andere Formen umgesetzt, auch wenn dies 
nicht ohne weiteres oder unmittelbar wahrgenommen werden kann. Wenn 
aber alle Naturerscheinungen auf Umsetzungen von Energie beruhen, dann 
ist es auch unmöglich, ohne Energiezuführung irgendwie mechanische Arbeit 
zu leisten. Auch bei den Strahlungsvorgängen, mit denen wir uns im folgenden 
näher bekannt machen werden, kann demnach ein Verlust nie stattfinden, so 
sehr auch manche oberflächliche Wahrnehmung dies darzutun scheint; der 
Physiker ist in solchen Fällen stets in der Lage, den Verbleib der scheinbar 
verschwundenen oder verlorenen Energie nachzuweisen. 
In bezug auf Wärmeabgabe und Wärmeempfang stehen die verschiedenen 
Körper ständig in Wechselbeziehung zueinander. Jeder teilt dem anderen 
Wärme mit und empfängt sie auch von ihm, sei es unmittelbar oder mittelbar, 
gleichgültig, ob sie einige Millimeter oder viele Billionen von Kilometern von-