Institut für Physik der Kondensierten Materie Übungen zur Vorlesung Physik 2 für Elektrotechniker: Optik, Atome, Kerne Aufgabenblatt 11 Aufgabe 31: Bei welcher Wellenlänge liegt das Intensitätsmaximum der Strahlung für: a) den menschlichen Körper (T = 37°C) b) einen Eiswürfel (T = 0°C) c) das Universum (T = 2,7 K) d) eine Flutlicht-Halogenlampe (T = 3300 K) e) eine Bogenlampe (T = 7000 K) ? Nehmen Sie dazu an, dass es sich jeweils um einen schwarzen Körper handelt. Aufgabe 32: Die Solarkonstante ist die Strahlungsleistung der Sonne, die beim mittleren Abstand zwischen Sonne und Erde pro Flächeneinheit senkrecht zur Strahlungsrichtung auf die Erde trifft. Sie beträgt 1,37 kW/m². Der Radius der Sonne beträgt 6,96·108 m, der mittlere Abstand Sonne–Erde beträgt 1,5·1011 m. a) Wie groß ist die Oberflächentemperatur der Sonne, wenn diese als schwarzer Strahler angenommen wird? b) Bei welcher Wellenlänge wird die maximale Strahlungsleistung emittiert? In welchem Spektralbereich liegt sie? c) Angenommen, auch die Erde sei ein schwarzer Strahler. Welche mittlere Temperatur ergäbe sich für die Erdoberfläche, wenn die Energie nur durch Strahlung abgegeben werden würde? Achtung: Die Sonne strahlt immer nur eine Seite der Erdkugel an, abgestrahlt wird jedoch von der gesamten Erdoberfläche. Seite 1 von 2 Technische Universität Braunschweig Institut für Physik der Kondensierten Materie Aufgabe 33: Eine geschwärzte, massive Kupfer-Kugel mit dem Radius rKugel = 4,0 cm hängt an einem Faden in einem luftleeren Gefäß, dessen Wandungen eine Temperatur von TUmgebung = 20°C haben. Die Kugel hat eine Temperatur von TKugel = 0°C. Berechnen Sie unter der Annahme, dass Wärme nur durch Strahlung übertragen wird, die Geschwindigkeit der Temperaturänderung unter diesen Bedingungen. Die spezifische Wärmekapazität von Kupfer beträgt c = 0,385 J/(g·K), die Dichte von Kupfer beträgt ρ = 8,9 g/cm³. Seite 2 von 2