Angabe einer Äquivalenz-Temperatur bei einer monochromatischen Strahlung, sinnvoll?

01/08/2008 - 16:44 von Klaus Maier | Report spam
Hallo Experten,

Die Quantenenergie der kosmische Hintergrundstrahlung CMB wird
als Temperatur (2,725 K) angegeben, weil die Strahlung die
gleiche spektrale Verteilung aufweist wie ein leuchtender idealer
schwarzer Körper mit einer Temperatur von 2,725 K. Ähnlich
verhàlt es sich mit der Strahlungstemperatur der Sonne oder
anderer kosmischer Objekte.

Ist es nun sinnvoll einer monochromatischen Strahlung auch ein
Temperaturàquivalent zuzuordnen. Vielleicht mutet Euch diese
Fragestellung etwas naiv an, weshalb ich das dahinter stehende
Motiv erlàutern möchte.

Z.B. könnte man mit einer Temperaturangabe besser eine
Vorstellung vermitteln,
welche Energie lokal auf ein Molekül wirkt, wenn dieses ein
Lichtquant absorbiert, beispielsweise :
auf ein Proteinmolekül der Haut, wenn UV-Licht auftrifft,
auf ein Wassermolekül im Schnitzel, wenn Mikrowellen absorbiert
werden.

Bei der Mikrowellenerwàrmung wird dann auch deutlich, ob da lokal
Energien eingetragen werden, die sich im Rahmen des normalen
thermischen Kochens bei Temperaturen bis 300 °C bewegen, oder ob
sie weit darüber liegen. Nur im letzteren Fall nàmlich wàren
Einwànde gegen das Mikrowellengaren überhaupt gerechtfertigt.

Und weil wir oben gerade bei WMAP waren - Wie wurde da die
Temperatur der kosmischen Hintergrundstrahlung mit einer
Genauigkeit von einem Millionstel (deltaT/T) vermessen? anhand
des ganzen Spektrums, anhand einiger Referenzfrequenzen oder nur
des Maximums.?

Herzlichen Dank für Ideen und Hinweise.
Gruss Klaus


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#1 Rolf Biegel
01/08/2008 - 22:08 | Warnen spam
Hallo Klaus


<<Ist es nun sinnvoll einer monochromatischen Strahlung auch ein
Temperaturàquivalent zuzuordnen. Vielleicht mutet Euch diese
Fragestellung etwas naiv an, weshalb ich das dahinter stehende
Motiv erlàutern möchte. >>

Kurz gesagt: Nein. Was Du alleine schon daraus siehtst, dass eine
direkte Umrechnung der "Quantenenrgie" bei 2,4GHz (h*f/kBoltzmann) zu
einer Temperatur von etwa 0,1K führte.

BTW: http://de.wikipedia.org/wiki/Mikrowellenherd

<<Bei der Mikrowellenerwàrmung wird dann auch deutlich, ob da lokal
Energien eingetragen werden, die sich im Rahmen des normalen
thermischen Kochens bei Temperaturen bis 300 °C bewegen, oder ob
sie weit darüber liegen. Nur im letzteren Fall nàmlich wàren
Einwànde gegen das Mikrowellengaren überhaupt gerechtfertigt.>>

Das ist offenssichtlich nicht der Fall: Nach dem Wiki-Link von oben
betràgt die Eindringtiefe in Wasser mehrere Zentimeter. Am Rand ist
sie am stàrksten um dann im Bereich jener "mehrere Zentimeter" auf 1/e
oder 50% (halt was da gemeint ist) abfàllt. Stelle nun ein Glas Wasser
in die Mikrowelle. Du wirst sehen, dass es nicht bzw. wenn dann erst
nach làngerer Zeit kocht. Wenn insbesondere am Rand größere
Temperaturen auftreten würden, würdest Du das in Form von Blàschen
sehen können. Die Diffusion bzw. die Wàrmeleitung laufen bei kleinen
Abstànden sehr schnell ab (Ausbreitung proportional zu Wurzel(Zeit)),
so dass die Energie rechtschnell verteilt wird...

Mit dem "Nur" Deiner Argumentation wàre ich vorsichtig, sehe
allerdings (aktuell) auch keine Probleme, im Gegenteil, ich denke, ein
Stück Hàhnchenfleisch in der Mikrowelle gut vorgegart und dann
deutlich kürzer als sonst notwendig auf dem Holzkohlegrill nur noch
angebràunt ist deutlich weniger schàdlich, als ein langer Garprozess
auf dem heißen Grill...

<<auf ein Proteinmolekül der Haut, wenn UV-Licht auftrifft,>>

Auch hier macht der Temperaturansatz keinen Sinn. Wenn lebendes Gewebe
eine Dosis von 1Gy (also 1J/kg) abbekommt, dann ist das schon sehr
schàdlich. 1J auf 1 kg Wasser erwàrmt dieses aber nur um etwa 1/4000
K=0,25mK.

Die diesbezüglich relevante biologische Strahlenwirkung tritt erst bei
Ionisation, also bei etwa 5eV (genauer noch etwas darunter, Stichwort
Thymin-Dimere). Bei 2,4 GHz bist Du aber erst bei etwa 10 Mykro eV.

http://de.wikipedia.org/wiki/Ionisi..._Strahlung

Zu "WMAP"

http://de.wikipedia.org/wiki/Hintergrundstrahlung

Gruß
rb

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