Wärmestrahlung

Wärmestrahlung oder auch thermische Strahlung, seltener Temperaturstrahlung, ist elektromagnetische Strahlung, die am Ort ihrer Entstehung im thermischen Gleichgewicht mit Materie ist.

Weil bei Oberflächen, die nach Alltagsmaßstäben "heiß" sind, das Intensitätsmaximum der Wärmestrahlung im infraroten Bereich liegt, wird umgangssprachlich unter Wärmestrahlung meist nur diese infrarote (also nicht sichtbare) Strahlung verstanden. Jedoch verschiebt sich mit steigender Temperatur das Strahlungsmaximum der Wärmestrahlung zu immer kürzeren Wellenlängen, beim Sonnenlicht erreicht es z. B. den sichtbaren Bereich mit Ausläufern bis ins Ultraviolett. Die Wärmestrahlung der Erde hingegen liegt, ihrer Oberflächentemperatur entsprechend, vor allem im mittleren Infrarot (stärkste Intensität bei einer Wellenlänge von ca. 10 µm) – also bei erheblich größeren Wellenlängen.

Wärmestrahlung wird von allen Festkörpern, Flüssigkeiten, Gasen und Plasmen emittiert, die sich in einem angeregten Zustand mit einer wohlbestimmten Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunktes befinden. Genauso nimmt jeder Körper gleichzeitig von anderen Körpern ausgesendete Wärmestrahlung durch Absorption auf (siehe dazu Strahlungsaustausch), die Summe aus Wärmestrahlungsemission und -absorption wird Strahlungsbilanz genannt.

Die höchste Wärmestrahlungsemission (und -absorption) zeigt bei allen Wellenlängen und Temperaturen der ideale Schwarze Körper. Die von ihm emittierte Strahlung wird als Schwarzkörperstrahlung bezeichnet. Das plancksche Strahlungsgesetz beschreibt die Intensität der Schwarzkörperstrahlung in Abhängigkeit von der Wellenlänge und der Temperatur. Dieses theoretische Maximum wird von realen Körpern nicht vollständig erreicht.

Emission und Absorption von Wärmestrahlung ist neben Konvektion und Wärmeleitung ein Weg zur Übertragung von Wärme, im Vakuum ist es der einzige Übertragungsweg.