Alle Körper, die eine vom absoluten Nullpunkt verschiedene Temperatur besitzen, strahlen Wärme ab. So erscheint z. B. glühendes Eisen bei niedrigen Temperaturen rötlich. Es leuchtet bei steigender Temperatur erst gelblich, später dann weißlich auf. Jede Glühfarbe entspricht einer bestimmten Temperatur.

Das Maß für diese Emission ist die Strahlungsleistung L. Sie ist abhängig von der Wellenlänge der Strahlung, aber auch von der Temperatur, der Größe und der Beschaffenheit der Oberfläche des Strahlers. Jeder Körper, der bestrahlt wird, absorbiert einen bestimmten Teil der ankommenden Strahlung.
Stefan und Boltzmann gaben für einen Körper, der gleich viel Energie absorbiert und emittiert - einem schwarzen Strahler - folgendes Gesetz an:

Die Strahlungsleistung eines schwarzen Körpers ist bei konstanter Temperatur von der Wellenlänge der Strahlung abhängig. Wien fand folgendes Gesetz:


Spektrale Verteilung der Schwarzkörperstrahlung,
der sichtbare Spektralbereich ist gelb markiert

Mit diesen Hilfsmitteln lässt sich die Oberflächentemperatur der Sonne berechnen:

Strahlungstemperatur:

Aufgabe: Im Strahlungsgleichgewicht strahlt die Erde die Energie der Sonne wieder ab. Welche Temperatur herrscht im Mittel somit auf der Erde? (Die Atmosphäre verteilt die eingestrahlte Energie auf die gesamte Kugeloberfläche.)

Der tatsächliche Mittelwert ist zur Zeit 14,7 °C.
Die Erdatmosphäre wird durch das sich abkühlende Erdmagma, durch den Zerfall von radioaktiven Stoffen im Erdinnern und den Treibhauseffekt aufgeheizt.

Treibhauseffekt

Der Name leitet sich von zwei Effekten ab, die im Treibhaus auftreten:
 -  Glas reflektiert einen großen Teil der Wärmestrahlung, lässt aber sichtbares Licht fast ungehindert durch.
 -  Der dunkle Boden absorbiert das Sonnenlicht und strahlt langwellige Wärmestrahlung ab.


Die Treibhausgase absorbieren die von der Erde abgestrahlten Energie
und strahlen diese in den Weltraum und auf die Erde zurück.

Aufgabe: Welche Temperatur hätte die Venus, wenn in ihrer Kohlenstoffdioxid-Atmosphäre kein Treibhauseffekt auftreten würde.


Die tatsächliche Temperatur beträgt am Boden 460 °C.

Aufgabe: Welche Temperatur hätte die Jupiteroberfläche, wenn er im Strahlungsgleichgewicht wäre?


Die tatsächliche Temperatur beträgt - 120 °C. Jupiter erhält die hierfür
notwendige Energie aus gravitativen Vorgängen.

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