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DD: Didaktik der Physik

DD 6: Aus dem Unterricht für den Unterricht II

DD 6.1: Vortrag

Montag, 15. März 2004, 14:20–14:40, 5K

Emittiert ein heißes Gas ein Linien- oder ein Schwarzkörperspektrum? — •Michael Vollmer — FH Brandenburg

Lichtquellen werden i.a. in thermische und nichtthermische Strahler unterteilt. Die Spektren dieser Quellen - kontinuierlich bzw. diskret - unterscheiden sich deutlich voneinander. In beiden Faellen sollte die Lichtentstehung auf die mikroskopische Struktur und elektronische Anregungen in den Elektronenhüllen der Atome zurückzuführen sein. In Lehrbüchern findet man jedoch scheinbar verschiedene Ursachen für die Lichtentstehung. Bei Spektrallampen wird die Entstehung des Lichts auf die diskreten Energieniveaus zurückgeführt, zwischen denen Übergänge definierter Frequenz erfolgen. Andererseits scheinen thermische Lichtquellen (z.B. Sonne) das Licht nach einem anderen Elementarprozess zu erzeugen. Man spricht von Temperaturstrahlung und von Oszillatoren, die auf allen Frequenzen schwingen und im thermischen Gleichgewicht zu einem kontinuierlichen Temperaturspektrum (ideal: Plancksches Spektrum) führen. Wo sind hier die für jedes Element spezifischen Energieniveaus? Wieso sind die Spektrallinien im Spektrum eines heißen Gasballs nicht mehr zu sehen? Die scheinbare Unvereinbarkeit der beiden Erklärungen wird diskutiert und es wird gezeigt, dass die Temperaturstrahlung eines heißen Gasballs sehr wohl über die Übergänge zwischen denselben diskreten Energieniveaus der Atome zustande kommt wie es in einer Spektrallampe des betreffenden Elements der Fall ist.