Hohlraumstrahlung
Ein kleines Loch in einem geheizten Hohlraum kommt einem idealen schwarzen Körper am nächsten, und dort nahm die Quantentheorie ihren Anfang. Diese Simulation zeigt die im Hohlraum hin- und herlaufende Strahlung und vergleicht das gemessene Spektrum mit der klassischen Vorhersage, die scheiterte.
So benutzt du diese Simulation
- Legen Sie die Temperatur des Hohlraums fest
- Blenden Sie die klassische Rayleigh-Jeans-Vorhersage darüber ein
- Verfolgen Sie einzelne Strahlungsmoden im Hohlraum
Worauf du achten solltest
- Die klassische Kurve divergiert bei kurzen Wellenlängen, während die wirkliche umbiegt
- Plancks gequanteltes Modell trifft das gemessene Spektrum exakt
- Welches Material den Hohlraum auch auskleidet — bei gleicher Temperatur ergibt sich dasselbe Spektrum
Die Physik dahinter
Die klassische Physik sagte eine bei kurzen Wellenlängen unbegrenzt wachsende Intensität voraus — die Ultraviolettkatastrophe. Planck löste das, indem er annahm, Energie werde nur in Quanten der Größe hf ausgetauscht, was die hochfrequenten Moden unterdrückt und die beobachtete Kurve liefert. Diese widerstrebend eingeführte Annahme war die erste Quantenhypothese der Physik.