Ursprunglig fråga:
Hur bildas temperaturstrålningen? Är det fotonemission på samma sätt som i en fri gas. Linjespektrat från en gas beror väl inte på temperaturen. Dessutom varför ger temperaturstrålningen ett kontinuerligt spektrum? Vilka är skillnaderna?
/Marianne A, Komvux, Karlskrona

Svar:
Värmestrålning eller temperaturstrålning är elektromagnetisk strålning som utsänds från ytor på grund av deras temperatur. (se värmestrålning )

I en fri gas med låg densitet är atomerna fria och stör inte varandra så mycket. Strålningen uppkommer då i övergångar mellan diskreta tillstånd (tillstånd med en väldefinierad energi), och man får ett linjespektrum. Detta beror inte på temperaturen på annat sätt än att populeringen av exiterade tillstånd (dvs hur många atomer som i medeltal befinner sig i ett visst tillstånd) varierar med temperaturen. För att atomen skall kunna befinna i högt exiterade tillstånd krävs hög temperatur eller något annat som exciterar dem, t.ex. elektroner som accelererats av spänningen över ett lysrör.

I en fast kropp eller en gas med högre densitet (som den synliga ytan på solen) kolliderar atomerna hela tiden och man har elektroner som rör sig fritt. När dessa fria elektroner accelereras (kolliderar) utsänds strålning med en energi som är slumpmässig men fördelningen bestäms av materialets temperatur. Man får ett kontinuerligt spektrum.

Den kosmiska bakgrundsstrålningen (se kosmisk bakgrundsstrålning ) skapades när universum var mycket ungt, varmt och med hög densitet. Universum var då ogenomskinligt. När universum svalnade blev det genomskinligt (detta skedde när universum var 379000 år), och bakgrundsstrålningen har varit frikopplad från materian sedan dess. För närvarande motsvarar fördelningen av strålningen en temperatur av 2.7 K.

Black Body Radiation innehåller en härledning av strålningslagen och lite resonemang om hur absorption och emission "går till".
/Peter E

Se även fråga 12564

Nyckelord: temperaturstrålning [29];