Thermische Emission

Thermische Emission

Als Emission (von lat. emittere aussenden) bezeichnet man in der Physik zumeist die Aussendung von Energie oder Materie in Form von Wellen oder Teilchen.

Das oberflächenbezogene Maß für die Emission ist der Emissionsgrad.

Inhaltsverzeichnis

Emission elektromagnetischer Wellen

Festkörper und freie Teilchen senden verschiedene Arten elektromagnetischer Wellen aus, wobei man sie nach ihrem Spektrum (im sichtbaren Bereich nach ihrer Farbe) und ihrer Entstehungsart klassifiziert. Die Menge emittierter Strahlung (Strahlungsenergie) ist die Strahlungsleistung (je Zeit) bzw. Strahlungsintensität (je Raumwinkel), das Verhältnis von Ausdehnung der Emmissionsquelle zum Strahlungsfluss ist die Strahldichte, das Maß dafür, wie gebündelt und frequenzrein die Emission ist, die Brillanz.

Nach dem Prinzip, wie die Strahlung emittiert wird, unterscheidet man zwischen der spontanen Emission, die ohne äußere Einflüsse stattfindet, und der stimulierten Emission, welche durch eingestrahlte elektromagnetische Wellen ausgelöst wird. Insbesondere Laserlicht wird durch stimulierte Emission erzeugt. Hingegen wird die Wiederabstrahlung einfallender Wellen nicht als Emission, sondern als Remission (Reflexion, Transmission) bezeichnet.

Lichtemission

Die Emission von sichtbarem Licht macht ein Objekt zu einer selbstleuchtenden Lichtquelle. Die Gesamtmenge, die das Objekt emittiert, nennt man dann die Lichtstärke (Lichtintensität, Leuchtkraft). Im Unterschied zum Maß der Strahlungsintensität wird für diese schon berücksichtigt, in welchem Maß der Sehsinn das einfallende Licht überhaupt wahrnimmt.

Thermische Emission

Als thermische Emission von Strahlung bezeichnet man das Aussenden eines kontinuierlichen Spektrums elektromagnetischer Wellen aufgrund der Wärmebewegung der Atome. Ihre Spektralverteilung hängt von der absoluten Temperatur und ihren Absorptionseigenschaften ab. Ein ideal schwarzer Körper, sendet ein Spektrum aus, dessen Intensitätsverteilung durch das Plancksche Gesetz beschrieben wird, welches in der Physik große Bedeutung bei vielen Vorgängen hat und der Ausgangspunkt der Quantenmechanik war.

Emissionslinien

Emissionslinien, also klar definierte einzelne Spektrallinien, werden von Atomen beim Übergang eines Atoms oder Moleküls von einem höheren auf ein niedrigeres Energieniveau oder beim Einfang eines Elektrons durch ein Atom ausgesandt. Die Emissionslinien sind dabei charakteristisch für ein bestimmtes chemisches Element. Insbesondere in der Astronomie, die zum Großteil auf der Beobachtung des Lichts unerreichbar weit entfernter Objekte fußt, basiert ein Großteil des Wissens um unser Universum auf der Analyse der Spektrallinien. Exemplarisch hierfür sind die Entdeckung des Heliums (von griech. Helios für Sonne) anhand unerwarteter Linien im Spektrum der Sonne, welches man erst danach auch auf der Erde entdeckte - und die Entdeckung unerwarteter Spektrallinien in Planetarischen Nebeln welchen man erst einem hypothetischen Element namens Nebulium zuordnete, dann aber als sogenannte verbotene Übergänge bereits bekannter chemischer Elemente erkannte.

Radiowellen

Emission von Radiowellen tritt vor allem dort auf, wo elektrische Wechselströme fließen (bspw. in Sendeantennen von Funk- und Radiosendern), da beschleunigte elektrisch geladene Teilchen elektromagnetische Wellen aussenden.

Synchrotronstrahlung

Emission von Synchrotronstrahlung kann überall dort beobachtet werden, wo bewegte elektrisch geladene Teilchen in magnetischen Feldern abgelenkt werden. Ihre Wellenlänge hängt dabei von der Geschwindigkeit der Teilchen und der Stärke des Magnetfelds ab.

Schallemission

Schallemission wird von schwingenden Körpern als Quelle erzeugt und kann sich nur in Medien (gasförmig, flüssig, fest; siehe Aggregatzustände) ausbreiten.

Emission von Teilchen

Radioaktiver Zerfall

Beim radioaktiven Zerfall kann man neben Gammaquanten die Emission von Elektronen (Betastrahlen), Heliumkernen (Alphastrahlen), Positronen, Neutronen und Neutrinos beobachten.

Teilchenschauer

Beim Stoß sehr schneller Teilchen aufeinander oder auf einen ruhenden Körper, werden diese zertrümmert und die Spaltprodukte und in Teilchen umgewandelte Gammaquanten, so genannte Sekundärteilchen in Form eines Teilchenschauers emittiert. Insbesondere in Speicherringen, wie dem DESY in Hamburg und beim Stoß Kosmischer Strahlen auf die Erdatmosphäre kann man diese beobachten.

Gas- und Staubemission

Von Gas- und Staubemission spricht man überall dort, wo Gase und feiner Staub ausgesandt werden:

Emissionstheorie

Die Emissionstheorie ist eine physikalische Theorie, die das Licht als unendlich feinen, von der Lichtquelle emittierten Teilchenstrom betrachtet.

Siehe auch

Weblinks


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