Der Energiebegriff - Die Zukunft Unserer Energieversorgung - page 30

war. Man verwendet heute Hochdruckdampturbinen , die einen mindestens doppelt so
großen Wirkungsgrad besitzen.

Die Beleuchtung
Um unsere Umgebung zu sehen, besitzen wir die Augen, die eigentlich ein Empfänger für
elektromagnetische Wellen sind. Der Empfindlichkeitsbereich des menschlichen Auges
liegt zwischen den Lichtwellenlängen nm. Um Gegenstände wahrzuneh-

men, müssen diese daher Licht mit diesen Wellenlängen emittieren oder das Licht reflek-
tieren, das von einer anderen Lichtquelle mit diesen Wellenlängen emittiert wurde.
Die einfachste Lichtquelle ist der schwarzeKörper , der ein ganzes Spektrum von Licht-
wellenlängen emittiert, wenn er auf eine Temperatur T erhitzt wird. Die Wellenlängenver-
teilung der Strahlung eines schwarzen Körpers ist gegeben durch das Planck'sche Strah-
lungsgesetz . Dieses Gesetz ist auch historisch von besonderem Interesse, weil Max Planck
im Jahr 1900 anhand dieses Gesetzes zum ersten Mal zeigte, dass die Energie des Lichts
gequantelt ist. Die Energiequanten werden als Photonen bezeichnet, ihre Energie ist um-
gekehrt proportional zur Wellenlänge des Lichts

< λ <

hc
λ .

W Photon = (2.40)

m s − ), h

Die Naturkonstante c ist die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ( c = ⋅ ⋅ =

− J

, s ist das Planck'sche Wirkungsquantum und ebenfalls eine Naturkonstante.

In logarithmischer Darstellung ist die spektrale Verteilung der Strahlung für verschie-
dene Temperaturen des schwarzen Körpers in Abb. 2.6 gezeigt. Das dazu gehörende
Planck'sche Strahlungsgesetz lautet, wobei k

⋅ ⋅

− J K − die Boltzmann-Kon- = , ⋅ ⋅

stante ist

πhc
λ

−

e W Photon / kT

d I = ( − ) d λ . (2.41)

Die Größe d I bezeichnet die Strahlungsintensität des schwarzen Körpers, die dieser bei der
Wellenlänge λ in das Wellenlängenintervall d λ und in alle Richtungen von seiner Oberflä-
che emittiert. Gleichzeitig ist in Abb. 2.6 der Intensitätsbereich

nm
∫
nm

Δ I ( T )= d I

als schattierte Fläche markiert, für den das Auge empfindlich ist. Dieser Bereich im Ver-
hältnis zu der totalen Strahlungsintensität

∞
∫

− T m − K − I ( T )= d I = , ⋅ in W ⋅ ⋅ (2.42)