Wärmetransportphänomene - Lehrstuhl für Thermodynamik - TUM

5.6. WELLENLÄNGENABHÄNGIGKEIT OPTISCHER EIGENSCHAFTEN 51
Abbildung 5.7: Bei gleichem spektralem Absorptionsgrad αλ kann je nach spektraler Verteilung
der Bestrahlungsstärke bλ der Gesamt-Absorptionsgrad groß (α ≈ 1, links) oder klein
(α ≈ 0, rechts) sein.
als Verhältnis des absorbierten zum insgesamt eingestrahlten Wärmestrom im Wellenlängenintervall
(λ, λ + dλ).
Der gesamte und der spektrale Absorptionsgrad stehen in folgender Beziehung:
α(T ) ≡
� ∞
0 αλ(T, λ)bλ(T, λ) dλ
� ∞
0 bλ(T,
.
λ) dλ
und ganz analog für die Transmission. In dieser Gleichung ist bλ die spektrale Bestrahlungsstärke,
d.h. die Intensität (in W/m 3 ) der einfallenden Strahlung (vgl. mit der spektralen
Intensität eλ). Der Gesamt-Absorptionsgrad α ist also ein mit der spektralen Bestrahlungsstärke
gewichtetes Integral des spektralen Absorptionsgrads αλ über die Wellenlängen.
Somit wird klar, dass der Gesamt-Absorptionsgrad α nicht nur von den Eigenschaften des
absorbierenden Materials, sondern auch von der spektralen Verteilung der einfallenden Strahlung
abhängt, siehe Bild 5.7.
Bei der Reflektion ist zu beachten, dass diese sowohl von der Richtung des einfallenden Strahls
als auch der des reflektierten Strahls abhängen kann (Spiegel !). Wenn wir uns auf sog. diffuse
Strahler mit richtungsunabhängigen Emissions- und Reflektionseigenschaften beschränken
(siehe dazu das folgende Kapitel), so sind diese Komplikationen irrelevant und man kann mit
einem hemisphärischen Reflektionskoeffizienten arbeiten.
Aus einer Bilanz für die Strahlungsenergie pro Wellenlänge folgt:
αλ(T, λ) + ρλ(T, λ) + τλ(T, λ) = 1.