505 - Plancksches Strahlungsgesetz

Bei seinen Arbeiten zur Theorie des Hohlraumstrahlers und deren Anpassung an die experimentellen Ergebnisse fand Max Planck im Jahre 1900 die nach ihm benannte Strahlungsformel. Damit wurde er zum Begründer der Quantentheorie, da zur ihrer Erklärung von der klassischen Vorstellung der Gleichverteilung der Energie abgerückt werden mußte. Die Quantentheorieerwies sich in der Folge über den engen Rahmen der Strahlungslehre hinaus als wegweisend für die neuere physikalische Forschung und das physikalische Weltbild.

In enger Beziehung zur Planckschen Formel stehen das Wiensche Verschiebungsgesetz sowie das Stefan-Boltzmann-Gesetz, die einen Zusammenhang zwischen der Temperatur des strahlenden Körpers und der Wellenlänge des Strahlungsmaximums bzw. der Gesamtstrahlungsleistung herstellen.

In unserem Versuch dient eine Wolframbandlampe als Strahler. Man misst die abgestrahlte Leistung (diese ist proportional zur aufgenomenen elektrischen Leistung), weiterhin die in einem engen Spektralbereich ausgestrahlte Lichtintensität (Fotostrom in einer Fotozelle) sowie mit Hilfe eines Glühfadenpyrometers die Temperatur des Strahlers. Der Zusammenhang zwischen Fotostrom und Temperatur liefert den Quotienten h/k (Plancksches Wirkungsquantum / Boltzmann-Konstante), während sich aus der temperaturabhängigen Strahlungsleistung (proportional zur vierten Potenz der Temperatur) die Konstante des Stefan-Boltzmann-Gesetzes berechnen läßt.

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Versuchsaufbau: