Frage von Wruke, 45

Wie hängt die emittierte Wellenlänge mit der absorbierten Wellenlänge zusammen?

Hallo zusammen,

ich hatte es immer so verstanden, dass die Wellenlänge, die von einem Körper emittiert wird, immer größer ist als die, die ursprünglich absorbiert wurde. Im Internet finde ich dazu das Stichwort "Stokes Shift", ist das korrekt?

Nun habe ich aber eine Quelle gefunden, die besagt: "Das Kirchoffsche Gesetz besagt, dass die Emissivität und Absorptivität für eine bestimmte Wellenlänge gleich ist." Anscheinend bezieht sich das Kirchhoffsche Gesetz nur auf langwellige Strahlung, aber selbst dort verwundert es mich.

Heißt das, ein Körper kann nur dann langwellige Strahlung emittieren, wenn er zuvor langwellige Strahlung derselben Länge absorbiert hat? Steht das nicht im Widerspruch zum Stokes Shift?

LG und danke

Expertenantwort
von TomRichter, Community-Experte für Physik, 29

Erstens tritt die Stokes Verschiebung nicht bei allen Vorgängen auf - es gibt auch eine Anti Stokes Verschiebung.

Zweitens geht es bei "Emissivität und Absorptivität" nicht um die Aussendung zuvor aufgenommenen Lichts. Besagt vielmehr:

Wenn ein Körper mit Licht bestrahlt wird und bei der Wellenlänge x genau y% des theoretischen Wertes (= alles, siehe Schwarzer Strahler) absorbiert,

dann wird dieser Körper, wenn er nicht bestrahlt wird, sondern selber strahlt,
bei der Wellenlänge x genau y% des theoretischen Wertes (siehe Schwarzer Strahler) emittieren.

Kommentar von Wruke ,

Danke schonmal für die rasche Antwort.

Was mir noch nicht klar ist: Wenn genau die gleiche Wellenlänge absorbiert wie emittiert wird, wie kann es dann sein, dass die kurzwellige Sonnenstrahlung zu einer Emission von langwelliger thermischer Strahlung führt?

Kommentar von TomRichter ,

> Wenn genau die gleiche Wellenlänge

Keine Ahnung, was Du da missverstanden hast. Ich habe nichts dergleichen behauptet.

> dass die kurzwellige Sonnenstrahlung zu einer Emission von langwelliger thermischer Strahlung führt?

Schritt 1: Die Sonne strahlt auf die Erde. 40% des Lichts werden reflektiert, gehen also ohne Änderung der Wellenlänge zurück in den Weltraum.

Schritt 2: 60% des Lichts werden absorbiert und führen zur Erwärmung (oder verhindern die Abkühlung) der Erde.

Schritt 3: Die Erde strahlt, wie jeder Körper oberhalb 0K,  Energie ab. Entsprechend der geringen Temperatur liegt deren Intensitätsmaximum weit im Infrarot. Ist hier:

https://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmestrahlung

hervorragend erklärt. Und nein - einfacher erklären geht nicht, wer das lernen will, muss sich halt durchbeißen - die komplizierteren Formeln kann man als Anfänger weglassen.

Expertenantwort
von TomRichter, Community-Experte für Physik, 15

Würde helfen, wenn Du etwas zu Deinem Vorwissen und dem Grund Deines Interesses an dem Thema schreiben könntest.

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