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DIE STRAHLENDE ENERGIE
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Strahlung nur gegeneinander senden können, so wird zunächst ein Austausch
der Energie eintreten, und schließlich wird die Temperatur beider Körper
gleich geworden sein, Dies folgt notwendig aus dem zweiten Hauptsatze, denn
was auf eine Art, durch Strahlung, im Temperaturgleichgewicht ist, muß
auf jede andere Art, also auch bei unmittelbarer Berührung, im Temperatur-
gleichgewicht sein.
In diesem Gleichgewichtszustande ist nun die gegenseitige Strahlung von
der Beschaffenheit, daß jede Fläche durch die Aufnahme der Strahlen der
anderen ebenso viel gewinnt, als sie selbst durch Strahlung verliert. Nennen
wir die in der Sekunde von der ersten Fläche ausgestrahlte Energiemenge
oder deren Emissionskoeffizienten A, so wird diese nur zum Teil von der
zweiten Fläche aufgenommen werden; wir nennen diesen Bruchteil bA,
wo b der Absorptionskoeffizient der zweiten Fläche ist; der Teil (1 — b) A
zelangt an die erste Fläche zurück und wird von dieser aufgenommen. Die
erste Fläche verliert also die Menge bA. Ferner strahlt die zweite Fläche der
ersten die Menge B zu, von der der Teil aB aufgenommen wird, den die zweite
Fläche tatsächlich verliert; der Rest kehrt zu ihr zurück. Der gesamte Ener-
gzieverlust der ersten Fläche ist also bA — aB, der der zweiten aB — bA.
Nun müssen beim Gleichgewichte, d. h. bei gleicher Temperatur, die beiden
Verluste Null sein, und es folgt somit die Gleichung bA = aB oder A/a = B/b,
d. h. das Verhältnis zwischen den Koeffizienten der Absorption und Emission
ist bei allen Stoffen dasselbe, wenn ihre Temperatur gleich ist.
Da die Gleichheit der durch Strahlung erreichten Temperaturen auch be-
stehen bleibt, wenn man an Stelle der betrachteten einfachen Verhältnisse
beliebige andere setzt, so folgt, daß der eben ausgesprochene Satz für Flächen
aller Art, und ebenso für Strahlen aller Art gelten muß. Insbesondere ist es
ausgeschlossen, daß etwa nur die Gesamtabsorption und Emission proportio-
nal sein sollten; das Verhältnis muß_ vielmehr für jede einzelne Strahlenart
(die durch ihre Periode und eventu&lı auch ihre Schwingungsebene gekenn-
zeichnet ist) dasselbe sein.
Hat also ein Körper die Eigenschaft, irgendwelche besonderen Strahlen
reichlich auszusenden, so hat er auch notwendig die Eigenschaft, ebendiese
Strahlen in demselben reichlichen Verhältnisse aus anderen aufzunehmen.
Umgekehrt würde eine Fläche, die alle auf sie fallenden Strahlen zurückwirft,
außer stande sein, ihrerseits Strahlen auszusenden.
Wir können uns als Grenzfall einen Körper denken, der alle auf ihn fallen-
den Strahlen aufnimmt, ohne einen Anteil davon zurückzusenden. Für einen
solchen würde der‘ Absorptionskoeffizient den Wert Eins annehmen. Sei dies
der erste Körper; dann würde a = _ı und S = B/b sein, wo S den Emissions-
koeffizienten in diesem besonderen Falle bezeichnet. Wir nennen einen solchen
Körper einen schwarzen; die Gleichung sagt, daß die Emission eines be-
stimmten Körpers B immer kleiner sein muß als die eines schwarzen, und
zwar im Verhältnis seines Absorptionskoeffizienten b. Man erhält mit anderen
Worten die Strahlung eines bestimmten Körpers, wenn man die eines schwar-
zen mit dem Absorptionskoeffizienten des Körpers multipliziert.