Welche Rolle spielt der schwarze Körper bei Infrarot-Thermometern?
(1) Ein Objekt, das externe Strahlung jeder Wellenlänge unter allen Bedingungen vollständig und ohne Reflexion absorbiert.
(2) Ein Objekt mit einem Absorptionsverhältnis von 1
(3) Ein Objekt, das die gesamte bei jeder Temperatur einfallende Strahlung beliebiger Wellenlänge absorbiert. Jedes Objekt hat die Fähigkeit, kontinuierlich elektromagnetische Wellen auszustrahlen, zu absorbieren und auszusenden. Die abgestrahlten elektromagnetischen Wellen sind in verschiedenen Bändern unterschiedlich, das heißt sie weisen eine bestimmte spektrale Verteilung auf. Diese spektrale Verteilung hängt mit den Eigenschaften des Objekts selbst und seiner Temperatur zusammen und wird daher als Wärmestrahlung bezeichnet. Um das Wärmestrahlungsgesetz zu untersuchen, das nicht von den spezifischen physikalischen Eigenschaften der Materie abhängt, haben Physiker ein ideales Objekt – einen schwarzen Körper – als Standardobjekt für die Wärmestrahlungsforschung definiert. Der sogenannte schwarze Körper bezieht sich auf die Tatsache, dass alle einfallenden elektromagnetischen Wellen absorbiert, weder reflektiert noch durchgelassen werden (natürlich muss die Strahlung des schwarzen Körpers trotzdem nach außen strahlen).
Das Strahlungsgesetz von Kirchhoff besagt, dass das Verhältnis der von einem Objekt im thermischen Gleichgewichtszustand abgestrahlten Energie zu seiner Absorptionsrate nicht von den physikalischen Eigenschaften des Objekts selbst abhängt, sondern nur von seiner Wellenlänge und Temperatur. Nach dem Strahlungsgesetz von Kirchhoff muss ein schwarzer Körper bei einer bestimmten Temperatur ein Objekt mit großer Strahlungsleistung sein, das man als vollständigen Strahler bezeichnen kann. Die elektromagnetischen Wellen, die bei der Infrarot-Wärmebildgebung von verschiedenen Substanzen emittiert werden, überschneiden sich nie und dieser schwarze Körper ist nur ein Referenzobjekt, das einem Nullpunkt entspricht. Aber in der realen Welt gibt es keinen solchen idealen schwarzen Körper. Was wird also verwendet, um diesen Unterschied darzustellen? Für jede Wellenlänge ist der Emissionsgrad definiert als das Verhältnis der Strahlungsenergie eines realen Objekts zur Strahlungsenergie eines schwarzen Körpers bei derselben Temperatur innerhalb eines kleinen Wellenlängenintervalls dieser Wellenlänge. Offensichtlich ist der Emissionsgrad eine positive Zahl zwischen 0 und 1 und hängt im Allgemeinen von Materialeigenschaften, Umgebungsfaktoren und Beobachtungsbedingungen ab. Wenn der Emissionsgrad unabhängig von der Wellenlänge ist, kann das Objekt als grauer Körper bezeichnet werden, andernfalls spricht man von einem selektiven Strahler.
Infrarot-Wärmebildkameras können bei längerem Einsatz durch äußere Faktoren beeinflusst werden, was zu Fehlern führt. Daher ist eine Schwarzkörperkalibrierung erforderlich
