Welche Rolle spielt der schwarze Körper in einem Infrarotthermometer?
(1) Ein Gegenstand, der unter allen Bedingungen äußere Strahlung beliebiger Wellenlänge vollständig absorbiert, ohne dass es zu einer Reflexion kommt.
(2) Ein Objekt mit einem Absorptionsgrad von 1 .
(3) Ein Objekt, das die gesamte einfallende Strahlung jeder Wellenlänge bei jeder Temperatur absorbiert. Jedes Objekt hat die Fähigkeit, ständig elektromagnetische Wellen auszustrahlen, zu absorbieren und zu emittieren. Die Strahlung der elektromagnetischen Wellen in den verschiedenen Bändern ist unterschiedlich, das heißt, sie weist 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 die Gesetze der Wärmestrahlung zu untersuchen, die nicht von den spezifischen physikalischen Eigenschaften des Materials abhängen, haben Physiker ein ideales Objekt – den schwarzen Körper (schwarzer Körper) – als Standardobjekt für die Untersuchung der Wärmestrahlung definiert. Der sogenannte schwarze Körper bezieht sich auf einfallende elektromagnetische Wellen, die vollständig absorbiert und weder reflektiert noch übertragen werden (natürlich ist der schwarze Körper immer noch ein schwarzer Körper, der Strahlung nach außen abstrahlt).
Kirchhoffs Strahlungsgesetz besagt, dass das Verhältnis der abgestrahlten Energie und der Absorptionsrate eines Objekts im thermischen Gleichgewichtszustand nichts mit den physikalischen Eigenschaften des Objekts selbst zu tun hat, sondern nur mit der Wellenlänge und der Temperatur. Gemäß Kirchhoffs Strahlungsgesetz muss ein schwarzer Körper bei einer bestimmten Temperatur die Strahlungsfähigkeit eines Objekts haben, das so groß ist, dass man ihn als vollständigen Strahler bezeichnen kann. Die von verschiedenen Materialien abgestrahlten elektromagnetischen Wellen schneiden sich nie, und dieser schwarze Körper ist nur ein Bezugspunkt, der einem Nullpunkt entspricht. In der realen Welt gibt es jedoch keinen derart idealen schwarzen Körper. Was also wird verwendet, um diesen Unterschied darzustellen? Für jede Wellenlänge gibt es eine Definition des Emissionsgrads, die sich auf ein Wellenlängenintervall von einer Wellenlänge bezieht, nämlich das Verhältnis der Strahlungsenergie eines realen Objekts und des schwarzen Körpers bei gleicher Temperatur. Offensichtlich ist der Emissionsgrad eine positive Zahl zwischen 0 und 1. Im Allgemeinen hängt der Emissionsgrad von den Materialeigenschaften, den Umgebungsfaktoren und den Beobachtungsbedingungen ab. Ist die Emissivität unabhängig von der Wellenlänge, so spricht man von einem grauen Körper, andernfalls von einem selektiven Strahler.
Wärmebildkameras können im Laufe des längeren Gebrauchs durch äußere Einflüsse beeinträchtigt werden und dadurch Fehler verursachen, daher müssen sie mit einem Graukörper kalibriert werden.
