810 



Strahlungsuinformungen 



2. Umformung vonStrahlung inWarme. 

 Der Uebergang von Strahlung in Wiirme 

 wird im taglichen Leben hiinfig bcoDachtet: 

 wenn sich die Glasbirne einer Gliihlampe er- 

 \viirmt, wenn ein von der Sonne bestrahltes 

 Thermometer eine viel hb'here Temperatur 

 als ein beschattetes anzeigt, wenn ein 

 offenes Feuer nasse Kleider troeknet. 

 Auf Umformnng von Strahlung in Wiirme 

 beruhen ferner z. B. die Wirkung, durch die 

 ein Wassertrog den Glaskondensor einer 

 Projektionsbogenlampe vor zu starker Er- 

 hitzung schiitzt, sowie die meisten Instru- 

 mente zur Messung oder zum Nachweis 

 ..strahlender Wiirme" (wie der als Bolo- 

 meter" bezeichnete Platinstreifen. der durch 

 Erwarmung seinen elektrischen Widerstand 

 andert). 



Zur theoretischen Behandlung dieser 

 Absorptionserscheinungen muB man Leiter 

 der Elektrizitat von Nichtleitern trennen. 



2 a) Absorption in Nichtleitern. 

 Die reine Maxwellsche, elektromagnetische 

 Lidittheorie hat fiir die Absorption des 

 Lichtes in Nichtleitern ebensowenig Raum 

 wie fiir die Dispersion. Erst die Beriick- 

 sichtigung des Einflusses, den die Korper- 

 molekiile auf die Geschwindigkeit einer iiber 

 sir liinwegstreiclienden Lichtwelle ausiiben 

 (vgl. den Artikel ,,Lichtdispersion"), 

 liefert neben der Dispersion des Lichtes 

 auch eine ..Erkliirung" der Lichtabsorption, 

 allerdings nur auf Grund eines formalcn 

 Ansatzes, der die Absorption als einen 

 reibungsahnlichen, im iibrigen viillig nnbe- 

 kannten Vorgang behandelt. 0. E. Meyer 

 fiihrte niimlidi 1872 in die Differential- 

 gleichung der Wellenbewegung (vgl. den 

 Artikel ,,Liehtdispersion", Gleichung 1, 

 S. 270) ein der Geschwindigkeit der Aether- 

 trildicn proportionales Glied ein, gleichwie 

 man die Reibung eines bewegten Korpers 

 seiner Geschwindigkeit proportional setzt, 

 und ebenso wie diese Reibung einen Teil der 

 Bewegung verzehrt und in Wiirme umwandelt, 

 1'iilirt auf die Meyersdic Hypothese eine 

 Schwachung der Energie der schwingenden 

 Aetherteilchen, d. h. der betrachteten Lieht- 

 welle. Diese hypothetische Reibungskraft 

 hat H e 1 m h o 1 1 z in die S e 1 1 m e i e r - 

 sche Gleichung der zum Mitschwingen er- 

 regten Molekiile eingrsrtzt (I. c. Gleichmig S, 

 s. a unten, Gleichung 2). die mit der (Jlei- 

 cliung einer gedampften, erzwungenenPendel- 

 schwingiing identisch ist (vgl. den Artikel 

 ..Erzwungene Schwingungen"): durch 

 diesen ,,der Reibung irn Resultat iihnlichen 

 Vorgang" sollte ,,die auf die schwingrndrn 

 Molekiile iibertrageue lebendige Kraft der 

 \Vellrnbewegung in imiere, unrry;eliniil.iiu f e 

 (licute sagt man: ungeordnete) Hrwrunu^ 

 der Molekiile, d. h. in Wiirme" ubergefuhrt 

 werden Die Energie der Lichtwrlle erhiilt 



also die schwingungsfahigen Molekiile in Be- 

 wegung, wahrend jene Reibung ihnen einen 

 Teil ilirer Schwingungsenergie dauernd ent- 

 zieht, so erleidet dieLichtenergie beim Diirch- 

 dringen des Korpers einen Verlust, der Ex- 

 tinktion oder auch Absorption des Lichtes 

 genannt wird. In der Tat ergibt sich so fiir 

 die Abnahme eines das Medium durchsetzen- 

 den Lichtstrahls das durch die Erfahrung 

 bestatigte Biot-Lambertsche Absorptiuns- 

 gesetz, das aussagt, daB jede unendlieh diinne 

 Schicht der Lange dx den gleichen. dieser 

 Lange dx proportionate!! Bruchteil der ein- 

 dringenden Intensitat absorbiert; so daB die 

 in das Medium eindringende Intensitat I,, 

 der (im Vakuum gemessenen) Wellenliinge 7. 

 nacliDurchsetzen der endlichen Schichtdicke 1 

 auf den Wert 



J = Jo.e- 4 "" 1 '- 1 - l) 



sinkt. Der sodefinierteExtinktionskoeffizient 

 y. andert sich dabei stark mitderWellenlange, 

 besitzt an der Stelle der Eigenwellenlange drr 

 mit schwiiigendenMolekiile( vgl.S.811 u.Fig.l). 

 groBe Werte und fallt nach groBeren sowohl 

 als nach kleineren Wellenlangen rasch i^egen 

 Null ab. Diese ,,Absorptionskurve" ist urn 

 so breiter, erstreckt sich auf ein um so groBeres 

 Wellenlangengebiet, je grb'Ber der ..Reibungs- 

 koeffizient", und je kleiner die Masse der 

 mitschwingenden Teilchen ist. Zugleich 

 bleibt durch diese Hypothese der Brechunirs- 

 quotient n im Absorptionsgebiete endlich 

 und zeigt den anomalen, mit der Wellen- 

 lange wachsenden Verlauf. Diese Ueber- 

 legung haben Helmholtz 1892 und Drude 

 1893 in ihre auf elektromagnetischer Grund- 

 lage basierende Dispersionstheorien still- 

 schweigencl iibernominen, in der ..qiuisi- 

 elastisch" gebundene, elektrisch geladene 

 Teilchen als mitschwingungsfahige Gebilde 

 wirken. In der hieraus hervorgegangenen 

 Elektronentheorie der Dispersion haben 

 Drude und Voigt das Meyer-Helmholtz- 

 sche Reibungsglied ohne weitere Motivierung 

 als einfachste Darstellung beobachteter Er- 

 sdieinungen (soznsagen ..phanomenologisch") 

 beibehalten: dagegen ist dies Glied von 

 Lorentz (1898) und von Planck (1902) auf 

 verschiedeiie Weise elektronentheoretisch ge- 

 deutet worden. 



Planck beriicksichtigt die Strahlung, die 

 die in Mitschwingung versetzten Teilchen 

 (,,Resonatoren") ebenso wie in Resonanz 

 versetzte Stimmgabeln selber wieder aus- 

 senden miissen. Ihre Energie geht der er- 

 regenden Lichtwelle verloren. Diese ,,Eigen- 

 strahlung" addiert sich nun zwar zur ur- 

 spriinglichen Welle, sie erfolgt jedoch diffus 

 nach alien Seiten (ist also eine Art Fluores- 

 zenz, vgl. Abschnitt 30; in der Richtung 

 der den Korper durehsetzenden Strahlung 

 wird also inehr Energie entzogen als hinzu- 



