Wärmestrahlung und Emission verstehen

Jeder Körper oberhalb des absoluten Nullpunkts sendet Wärmestrahlung aus. Auf dieser Seite übst du schwarzen Körper, Emissionsgrad, Stefan-Boltzmann-Gesetz, Wiensches Verschiebungsgesetz und Strahlungsbilanz.

Die Aufgaben passen besonders zu Klasse 10–12 und verbinden Rechnungen mit Infrarotkameras, Thermoskannen, Sonne, Erde und technischen Oberflächen.

So löst du Aufgaben zur Wärmestrahlung

  1. Wandle Temperaturen in Kelvin um und bestimme Fläche sowie Emissionsgrad.
  2. Nutze P = εσAT⁴ für die Gesamtleistung und λ_max·T = b für das Spektralmaximum.
  3. Unterscheide Abstrahlung, Absorption und Netto-Strahlungsleistung.
  4. Prüfe vierte Potenz, Einheiten, Umgebungstemperatur und Größenordnung.

4. Test

Wärmestrahlung und Stefan-Boltzmann online üben

Test 4 zu Wärmestrahlung, schwarzem Körper, Emissionsgrad und Strahlungsbilanz mit 5 Aufgaben und Lösungen.

Wähle eine Antwort. Achte auf Kelvin, T⁴, Emissionsgrad, Fläche, Wellenlänge, Leistung und Einheiten.

5 Fragen
0/5 Fragen0 %
Richtig 0
Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Was besagt das Wiensche Verschiebungsgesetz?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Die Wellenlänge des Intensitätsmaximums ist umgekehrt proportional zur absoluten Temperatur.

  1. Strahlungsgröße bestimmen: Ordne Temperatur, Fläche, Emissionsgrad, Wellenlänge, Leistung und Umgebung richtig zu.
  2. Strahlungsgesetz anwenden: Es gilt λ_max·T = b; heißere Körper haben ein Maximum bei kürzeren Wellenlängen.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Wellenlänge des Intensitätsmaximums ist umgekehrt proportional zur absoluten Temperatur. Kontrolliere Kelvin, Einheiten, vierte Potenz, Emissionsgrad und Größenordnung.

Es gilt λ_max·T = b; heißere Körper haben ein Maximum bei kürzeren Wellenlängen.

2. FrageMultiple Choice

Wie verschiebt sich das Strahlungsmaximum bei höherer Temperatur?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Zu kürzeren Wellenlängen.

  1. Strahlungsgröße bestimmen: Ordne Temperatur, Fläche, Emissionsgrad, Wellenlänge, Leistung und Umgebung richtig zu.
  2. Strahlungsgesetz anwenden: Mit steigender Temperatur wandert das Maximum vom Infrarot in Richtung sichtbares Licht und darüber hinaus.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Zu kürzeren Wellenlängen. Kontrolliere Kelvin, Einheiten, vierte Potenz, Emissionsgrad und Größenordnung.

Mit steigender Temperatur wandert das Maximum vom Infrarot in Richtung sichtbares Licht und darüber hinaus.

3. FrageMultiple Choice

Warum glüht ein heißer Metallkörper zuerst rot und später weißlich?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Mit steigender Temperatur verschiebt sich das Spektrum und die gesamte Strahlungsleistung nimmt zu.

  1. Strahlungsgröße bestimmen: Ordne Temperatur, Fläche, Emissionsgrad, Wellenlänge, Leistung und Umgebung richtig zu.
  2. Strahlungsgesetz anwenden: Das Maximum wandert zu kürzeren Wellenlängen; zusätzlich steigt die sichtbare Intensität.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Mit steigender Temperatur verschiebt sich das Spektrum und die gesamte Strahlungsleistung nimmt zu. Kontrolliere Kelvin, Einheiten, vierte Potenz, Emissionsgrad und Größenordnung.

Das Maximum wandert zu kürzeren Wellenlängen; zusätzlich steigt die sichtbare Intensität.

4. FrageMultiple Choice

Was ist die Wien-Konstante b ungefähr?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Etwa 2,9·10⁻³ m·K.

  1. Strahlungsgröße bestimmen: Ordne Temperatur, Fläche, Emissionsgrad, Wellenlänge, Leistung und Umgebung richtig zu.
  2. Strahlungsgesetz anwenden: Für einen schwarzen Körper gilt näherungsweise λ_max·T ≈ 2,9·10⁻³ m·K.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Etwa 2,9·10⁻³ m·K. Kontrolliere Kelvin, Einheiten, vierte Potenz, Emissionsgrad und Größenordnung.

Für einen schwarzen Körper gilt näherungsweise λ_max·T ≈ 2,9·10⁻³ m·K.

5. FrageMultiple Choice

Ein Körper hat sein Strahlungsmaximum bei längerer Wellenlänge als ein anderer. Was bedeutet das bei schwarzen Körpern?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Er besitzt die niedrigere Temperatur.

  1. Strahlungsgröße bestimmen: Ordne Temperatur, Fläche, Emissionsgrad, Wellenlänge, Leistung und Umgebung richtig zu.
  2. Strahlungsgesetz anwenden: Nach λ_max = b/T bedeutet eine größere maximale Wellenlänge eine kleinere absolute Temperatur.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Er besitzt die niedrigere Temperatur. Kontrolliere Kelvin, Einheiten, vierte Potenz, Emissionsgrad und Größenordnung.

Nach λ_max = b/T bedeutet eine größere maximale Wellenlänge eine kleinere absolute Temperatur.

Wärmestrahlung FAQ

Was beschreibt das Stefan-Boltzmann-Gesetz?

Es beschreibt die abgestrahlte Leistung eines Körpers: P = εσAT⁴.

Warum muss die Temperatur in Kelvin eingesetzt werden?

Weil das Gesetz die absolute Temperatur und ihre vierte Potenz verwendet.

Gibt es Lösungen zu allen Aufgaben?

Ja. Jede Aufgabe enthält eine richtige Antwort, eine Erklärung und drei nachvollziehbare Lösungsschritte.