Wiensches Verschiebungsgesetz

Als Wiensches Verschiebungsgesetz wird der Zusammenhang zwischen der Temperatur und dem Maximum der Wellenlänge von Wärmestrahlung bezeichnet, die ein schwarzer Körper abgibt.

Jeder Körper mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt, d. h. über 0 Grad Kelvin bzw. -273,15 Grad Celsius, sendet Wärmestrahlung aus und kann diese auch aufnehmen. Trifft elektromagnetische Strahlung auf einen undurchsichtigen Körper, kommt es teilweise zur Reflexion und zur Absorption der Strahlung. Während dunkle Körper der Großteil der auftreffenden Strahlung absorbieren, reflektieren farbige Gegenstände den größten Teil. Ein Körper der die gesamte auftreffende Strahlung absorbiert, d. h. aufnimmt, wird als schwarzer Körper bezeichnet.

Ein schwarzer Körper sendet Wärmestrahlung mit einem breiten Wellenlängenbereich aus. Die Strahlungsintensität nimmt dabei mit steigender Temperatur zu. Diesen Zusammenhang beschreibt das Stefan-Boltzmann-Gesetz. Zusätzlich verringert sich mit steigender Temperatur eines Körpers auch die Wellenlänge der ausgesendeten Wärmestrahlung. Der Zusammenhang von Intensität und Wellenlängenverteilung der ausgesendeten Strahlung wird als Plancksches Strahlungsgesetz bezeichnet. In der folgenden Abbildung sind unterschiedliche Plancksche Strahlungsspektren eines schwarzen Körpers für verschiedene Temperaturen dargestellt. Diese Strahlungsspektren weisen ein deutliches Maximum auf, dessen Lage mit dem wienschen Verschiebungsgesetz berechnet werden kann.

Ein kühler Körper sendet Strahlung mit hoher Wellenlänge aus, die im Infrarotbereich liegt und daher nicht sichtbar ist. Erst bei hohen Temperaturen verringert sich die Wellenlänge der ausgesendeten Strahlung soweit, dass sie im Bereich des sichtbaren Lichtes liegt. Aus diesem Grund beginnt z. B. ein heißer Stahl bei ca. 600 Grad Celsius dunkelrot zu glühen und seine Farbe wird mit zunehmender Temperatur immer heller bis er schließlich im flüssigen Zustand weiß glüht.

Englische Übersetzung(en):

Wien's displacement law