Eigentlich entsteht Strahlung ja dadurch, dass ein Lichtteilchen auf ein Elektron trifft, dieses in eine höhere Bahn hebt. Das Elektron fällt nach einigen Nanosekunden herunter und sendet dabei wieder ein Lichtteilchen aus. Aber bei der Wärmestrahlung funktioniert diese Erklärung offenbar nicht. Wie geht das dann?
Temperatur bestimmt das Strahlungsspektrum
Die Strahlung entsteht in der Tat anders. Jeder Körper sendet Wärmestrahlung aus – und diese Strahlung hängt einzig und allein von der Temperatur ab. Und zwar auch im Dunkeln. Es ist völlig egal, woraus der Körper besteht oder wie groß er ist, einzig die Temperatur bestimmt das Strahlungsspektrum, das der aussendet – deshalb wird diese Strahlung auch "Schwarzkörperstrahlung" genannt.
Temperatur: mittlere Geschwindigkeit der Atome in einem Körper
Diese Strahlung beruht auch nicht auf Elektronen, die von einem Energieniveau zum anderen "springen", sondern mehr auf Elektronen, die sich durch den Raum bewegen. Das kann man sich etwa so vorstellen: Jeder Körper besteht aus Atomen. Atome sind immer in Bewegung – auch in einem Festkörper "wackeln" sie hin und her. Und zwar umso schneller, je wärmer der Körper ist. "Temperatur" ist nichts anderes als ein Maß für die mittlere Geschwindigkeit der Atome in einem Körper.
Nun besteht bekanntlich jedes Atom aus geladenen Teilchen – den Protonen im Kern und den Elektronen in der Hülle. Und wenn sich die Atome bewegen und "wackeln", bewegen sich logischerweise auch die Elektronen immer mit.
Jetzt gilt in der Physik: Wenn geladene Teilchen sich bewegen, erzeugen sie elektromagnetische Felder und elektromagnetische Strahlung. Und je schneller sie beschleunigt werden, desto energiereicher ist die Strahlung, die sie erzeugen.
Die Wärmestrahlung entsteht also, zusammengefasst, dadurch, dass je nach Temperatur sich die Atome – und mit ihnen die Elektronen – mehr oder weniger bewegen und diese Bewegung Strahlung erzeugt. Je wärmer ein Körper ist, desto stärker werden die Elektronen beschleunigt, desto energiereicher – sprich kurzwelliger – ist die Strahlung im Schnitt.
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