Mit Tachyonen und Gold-Chip gegen Handystrahlen...

[Christoph MĂźller]

Am 02.08.2015 um 23:20 schrieb Rolf Bombach:

Christoph Müller schrieb:

Schlecht. Obwohl - man könnte die Sonne mit 6000K fix annehmen. Dann
wird auf die Kugel ständig eingestrahlt, ohne dass diese Energie
verlieren würde. Was passiert dann mit dieser vielen Energie? Wie kommt
das System in ein Gleichgewicht?

Ich probiers mal anders. Wir ändern das Gedankenexperiment auf eine
Sonne von ebenfalls 1 cm Durchmesser. Jetzt stellen wir diese mini-
Sonne zusammen mit der Empfängerkugel in eine innenverspiegelte
Hohlkugel.

Kannst auch eine innen weiße Kugel nehmen. Nennt sich dann
"Ulbricht-Kugel" und wird verwendet, um die Strahlungsleistung einer
Quelle zu ermitteln.

Perfektionisten nehmen natürlich einen Körper mit
zwei Brennpunkten, d.h. mit elliptischem Querschnitt.

Kann man machen. Dann haben beide Quellen die identischen Verhältnisse
und werden folglich die gleiche Temperatur annehmen.

Jetzt gibt es keine Wärmeverluste mehr durch Strahlen, die an der
einen oder andern Kugel vorbeigehen oder ins Weltall entfleuchen.
Wie soll jetzt die Empfängerkugel heisser als die "Sonne" werden?

Garnicht. Das System ist ja im Gleichgewicht, wenn beide die gleiche
Temperatur haben.

Um den Fall geht es aber doch überhaupt nicht. Es geht um den Fall, dass
die Strahlung einer wirklich kräftigen Quelle auf einen kleiner Körper
fokussiert wird, der bei Gleichtemperatur die auf ihn eingestrahlte
Leistung nicht mehr los wird. Wie kommt dieser OHNE Temperaturerhöhung
ins Gleichgewicht?

> Wie gesagt, die Fokussierung ist vollständig, mehr geht gar nicht.

Allerdings stimmt in deinem Beispiel die Bilanz. Eingestrahlte Leistung
= abgestrahlter Leistung.

In meinem Beispiel stimmt die Bilanz NICHT mehr, weil die kleine Kugel
die eingestrahlte Leistung bei Gleichtemperatur nicht mehr los wird.

Bei dem offenen System mit den Heliostaten machst du einen Fehler
bei der Berechnung der Raumwinkel. Der Strahlung stehen immer beide
Richtungen zur Verfügung.

Das ja. Allerdings lässt sich leicht berechnen, wie groß die Abstrahlung
bei einer definierten Fläche (Raumwinkel) und Temperatur ist. Wird jetzt
mehr eingestrahlt als bei dieser Temperatur abstrahlen kann (andere
Wärmeströme vernachlässigen wir mal) - was passiert dann mit dieser "zu
viel" eingestrahlten Energie? Temperaturerhöhung ist nach deiner
Auffassung ja nicht möglich. Damit könnte allerdings wieder ein
Gleichgewicht eingestellt werden.

Bedenke immer auch die Richtung der Strahlung
von der Empfängerkugel weg.

Das ändert nichts an der Strahlungsbilanz. Wenn mehr ein- als
abgestrahlt wird - was passiert mit der Differenzleistung?

Du müsstest also zumindest sämtliche
Strahlung, die von der Empfängerkugel weg geht, genau auf die Sonne
bündeln.

Wozu? Die Kugel muss einfach die eingestrahlte Energie wieder los
werden, wenn sich ihre Temperatur nicht erhöhen soll. Ist doch
vollkommen egal, in welcher Richtung sie die Leistung wieder los wird.

Und nichts davon nebenbei in die 3 K-Gegend, weder von der
Kugel aus an den Spiegeln vorbei, noch vom Licht der Spiegel dann
an der Sonne vorbei. Vielleicht hilft diese Überlegung.

Wie kommst du drauf? Temperatur und Energiebilanz sind zwei paar
Stiefel. Die Energiebilanz muss stimmen! Von einer Temperaturbilanz habe
ich im Zusammenhang mit einem Perpetuum Mobile noch nichts gehört.

Und wie berechnest du dann die Wirkungsgrade deiner stromerzeugenden
Heizkessel?

Andere Baustelle. Da geht's nicht um Strahlung, sondern meistens um
Carnot-Prozesse. Aktuell diskutieren wir darüber, ob es möglich ist,
dass ein bestrahlter Körper eine höhere Temperatur annehmen kann als die
Strahlquelle, wenn nur mit entsprechend höherer Leistung infolge
konzentrierendem System eingestrahlt wird.

Strahlung ist was anderes als Wärmeleitung oder Durchmischung. Damit
kriegt man keine höheren Temperaturen.

Man kann eine Energieportion in viel Materie geben. Die
Temperaturerhöhung ist dann entsprechend klein. Man kann sie aber auch
in sehr wenig Masse stecken. Dann sind die Temperaturen plötzlich sehr
hoch. So ist auch erklärbar, wieso mit einer kleinen
Taschenlampenbatterie der Glühfaden in der Lampe auf 3000K und mehr
gebracht werden kann, obwohl es nur um wenig Energie geht.

Ah, endlich ein interessantes Argument. Bei der Glühlampe verwendest
du allerdings hochwertige Energie,

es geht darum, ob Strahlung ebenfalls als hochwertige aufzufassen ist.
Ich denke ja.

Mit einem Laser kannst du Lichtquellen simulieren, die wesentlich
heller als die Sonne sind, vorallem wegen des kleineren Divergenzwinkels.

Helligkeit gibt's auch mit konzentrierenden Systemen. Nicht nur per Laser.

> Daher kriegst du im Brennpunkt beinahe beliebige Temperaturen hin.

Warum also sollte das mit konzentrierenden Systemen nicht auch möglich sein?

Darum ist auch ein 10mW Laser weitaus gefährlicher für das Auge als die
Sonne.

Schau mit der Lupe in die Sonne, dann ist sie genauso gefährlich.

> Die gerichtete Strahlung im Laser kannst du nur herstellen,

Im Fokus (im Beispiel) hast du auch viel Strahlung, die auf einen
kleinen Körper gerichtet ist. Wo ist also der prinzipielle Unterschied
zum Laser?

indem
der Laser auf einer tieferen Temperatur ist als die
(Strahlungstemperatur der)
Pumplichtquelle.

Sonne -> niedrige Temperatur. Kugel -> hohe Temperatur. Damit bestätigst
du indirekt, dass es sich mit der Strahlung um eine hochwertige Energie
handelt.

Oder du betreibst ihn mit Strom, also mit unendlicher
Temperatur.

Wenn du also höhere Temperaturen als die Sonnenoberfläche mit
Sonnenstrahlung
erreichen willst, stelle einfach reine Exergie her, am einfachsten
halt Strom mit Solarzellen.

Ich behaupte, dass es auch ohne diesen Umweg geht. Dass der Umweg über
die Stromerzeugung billiger ist, lassen wir mal außen vor.

Dann kannst du mit dem Strom ein Lichtbogen-
Schweissgerät betreiben und 20'000 K erreichen. Umgekehrt bedeutet das
aber, dass die Sonnenzellen nur hochwertige Energie, Strom, herstellen
können, wenn sie kälter als die Sonne sind.

Mal abgesehen von der Werkstofffrage: Warum sollte das so sein?

--
Servus
Christoph Müller
http://www.astrail.de

 

[Christoph MĂźller]

Am 02.08.2015 um 22:59 schrieb Claas Thede:

Zunächst eine kurze Nachfrage: in <mid:mpa061$f5d$1@dont-email.me
schreibst Du:
eine gedachte schwarze Kugel [...] mit 1 cm Durchmesser
sowie
Die Fläche der Kugel ist mit 4pir^2 = 0,004 m^2

Für 0,5 cm Radius (oder 0,005 m) komme ich auf eine Kugeloberfläche von
3,14 cm˛ oder 0,000314 m˛.

Hast Recht. Genau für solche Kontrollzwecke liefere ich den Rechenweg
gerne mit. Wer Recht hat, zahlt' a Maß ;-)

und vollständig,

das nicht. Die Frage, was mit der überschüssigen Energie passiert,
die die Kugel aufgrund ihrer Temperaturbegrenzung nicht mehr los
wird, ist noch immer nicht geklärt.

Die fokussierende Spiegeloptik lässt sich mit recht einfachen Mitteln
(z.B. Excel) überschlagsmäßig numerisch berechnen. Für 100 m Radius
eines Parabolspiegels komme ich auf knapp 14,5 kW Strahlungsleistung,
die auf der Kugel ankommen. Das ist sowohl unter Deinem als auch unter
meinem Wert der 6000 K-Strahlungsleistung; die Kugel wäre "nur" etwas
über 5300 K heiß.[1]

Das sind jetzt aber die geometrischen Verluste schon mit eingerechnet.
So gesehen leuchtet diese Berechnung ein.

Was aber, wenn es gelänge, die vorbeigestrahlte Energie auch noch auf
die Kugel zu bringen? Die Wellenlänge der Strahlung bliebe ja die
Gleiche. Nur die Amplitude wäre größer.

--
Servus
Christoph Müller
http://www.astrail.de

 

[Christoph MĂźller]

Am 02.08.2015 um 22:56 schrieb Sieghard Schicktanz:

Hallo Christoph,
Du schriebst am Sun, 2 Aug 2015 18:08:07 +0200:

Könntest Du mit der Ansicht konform gehen, daß auf (D)eine Kugel nicht mehr
Strahlung fallen kann als im Inneren einer (der "Testkugel" beliebig nahe
liegender) Hohlkugel mit der Strahlungstemperatur?

Sofern kein konzentrierendes System im Spiel ist, ja.

In dieser Anordnung (die einer idealen Ulbricht-Kugel, die Du anderwärts
erwähnt hattest, entspricht, in der sich eine Strahlungsquelle und die
Testkugel befinden) kannst Du jetzt eine bliebige Optik einbauen.

Wir leben aber nicht in einer Ulbricht-Kugel.

Deine Behauptung entspricht damit der der Existenz einer Optik, die in
diesem Umfeld die Einstrahlung auf die Testkugel über die thermische
Einstrahlung erhöht. Kannst Du eine solche konstruieren?

Ich hab's noch nicht probiert.
Dass die Größe der Sonnenscheibe doch zu berücksichtigen ist und das
Licht deshalb doch nicht ganz parallel ist, habe ich gelernt.
In der Faseroptik hat man allerdings mit der Ankopplung der Fasern
ähnliche Probleme mit der Fokussierung. Das geht nicht mit bildgebender
Optik, sondern mehr mit Totalreflexion in Richtung Trichterkonstruktion.
In dieser Richtung könnte ich mir schon was vorstellen, um die
"Sonnenscheibe" doch auf einen kleineren Fleck zu zwingen.

Die allseits bekannte Physik hat mit ihren mathematischen Methoden gezeigt,
daß das nicht geht

ich zweifle noch.

das nicht. Die Frage, was mit der überschüssigen Energie passiert, die
die Kugel aufgrund ihrer Temperaturbegrenzung nicht mehr los wird, ist
noch immer nicht geklärt.

Doch, sie ist geklärt - es gibt sie einfach nicht.

Ganz überzeugt bin ich noch nicht.

--
Servus
Christoph Müller
http://www.astrail.de

 

[Claas Thede]

Am 03.08.2015 10:21, schrieb Christoph Müller:

Am 02.08.2015 um 22:59 schrieb Claas Thede:
Die fokussierende Spiegeloptik lässt sich mit recht einfachen
Mitteln (z.B. Excel) überschlagsmäßig numerisch berechnen. Für 100
m Radius eines Parabolspiegels komme ich auf knapp 14,5 kW
Strahlungsleistung, die auf der Kugel ankommen. Das ist sowohl
unter Deinem als auch unter meinem Wert der 6000 K-
Strahlungsleistung; die Kugel wäre "nur" etwas über 5300 K
heiß.[1]

Das sind jetzt aber die geometrischen Verluste schon mit
eingerechnet.

Wenn Du die Geometrie weglassen möchtest, musst Du auch alle Spiegel,
Linsen, Gitter etc. weglassen.

Was aber, wenn es gelänge, die vorbeigestrahlte Energie auch noch auf
die Kugel zu bringen?

Es gelingt nur nicht. Der Grund ist folgender: der Parabolspiegel hat
nur eine Öffnung, und es wird die gesamte Sonneneinstrahlung genutzt,
die durch diese Öffnung auf den Spiegel fällt. Jedes zusätzliche
Element, egal ob Linse, Spiegel oder sonstwas, was da noch mit _in_ den
Parabolspiegel eingebaut wird, erzeugt einen Schatten auf dem Spiegel
oder auf der Kugel und senkt damit die eingestrahlte Leistung. Jedes
zusätzliche Element, dass _außerhalb_ des Spiegels angebaut wird und
mehr Strahlung in den Spiegel wirft, kann genausogut als eine
Vergrößerung des Parabolspiegels betrachtet werden. Dass die aufgrund
der großen Abstände zum Fokus nichts Nennenswertes mehr beiträgt, habe
ich schon dargelegt inkl. Zahlen.


Gruß
Claas

 

[Christoph MĂźller]

Am 03.08.2015 um 11:48 schrieb Claas Thede:

Am 03.08.2015 10:21, schrieb Christoph Müller:
Am 02.08.2015 um 22:59 schrieb Claas Thede:

Was aber, wenn es gelänge, die vorbeigestrahlte Energie auch noch auf
die Kugel zu bringen?

Es gelingt nur nicht.

Ich kann mich noch gut an die Zeiten erinnern, da noch gesagt wurde,
dass eine höhere Auflösung als die Wellenlänge prinzipiell nicht möglich
wäre. Das galt so lang, bis mal jemand auf die Idee kam, ein Loch über
das zu untersuchende Objekt zu führen, das deutlich kleiner als die
Wellenlänge war. Und siehe da: plötzlich waren sogar Farbaufnahmen
möglich, die deutlich höher auflösen als die Wellenlänge eigentlich hergibt.

Fazit: Sag' niemals "nie".

Der Grund ist folgender: der Parabolspiegel hat
nur eine Öffnung, und es wird die gesamte Sonneneinstrahlung genutzt,
die durch diese Öffnung auf den Spiegel fällt. Jedes zusätzliche
Element, egal ob Linse, Spiegel oder sonstwas, was da noch mit _in_ den
Parabolspiegel eingebaut wird, erzeugt einen Schatten auf dem Spiegel
oder auf der Kugel und senkt damit die eingestrahlte Leistung.

Na und? Es muss ja nicht zwingend alles direkt vom Spiegel auf die Kugel
gestrahlt werden. Es reicht, wenn es mehr ist, als die Kugel bei 6000K
los wird. Da wäre z.B. ein großer Ring (wg. ausreichend Sammelfläche)
denkbar, der sein ganzes Licht auf die Kugel spiegelt. Geht nicht, weil
die Sonne ja eine endliche Größe hat und deshalb trotz Fokus das meiste
Licht an der Kugel vorbei strahlt.

ABER:
Wäre es nicht denkbar, dass zwischen Ringspiegel und Kugel haufenweise
verspiegelte konische Röhren das Licht trotzdem großteils auf die Kugel
zwingen? Diese Röhren könnten z.B. 5 mm oder noch näher vor der Kugel
enden. Wie viel Licht geht dann noch vorbei?
Oder anders gefragt:
Wieso können die Röhren das Licht der Spiegel nicht in ausreichender
Menge erfassen?

Man könnte auch ohne Ringspiegel arbeiten und mit diesen konischen
Lichtleitern das Sonnenlicht direkt auf die Kugel zwingen. Wo sollte es
denn sonst hin?

Jedes
zusätzliche Element, dass _außerhalb_ des Spiegels angebaut wird und
mehr Strahlung in den Spiegel wirft, kann genausogut als eine
Vergrößerung des Parabolspiegels betrachtet werden. Dass die aufgrund
der großen Abstände zum Fokus nichts Nennenswertes mehr beiträgt, habe
ich schon dargelegt inkl. Zahlen.

Aber nicht mit den konischen Röhren. Dieses Prinzip wird meines Wissens
in Glasfaseroptik beim Ankoppeln verwendet, um eben möglichst viel Licht
in die dünnen Fasern zu bekommen. Diese Technik findet auch in
Lichtleiteroptik Verwendung, wie man sie z.B. im Auto zur Beleuchtung
diverser Bedienelemente hat, um möglichst das gesamte Licht der Quelle
erfassen zu können.

--
Servus
Christoph Müller
http://www.astrail.de

 

[Wolfgang]

Am 03.08.2015 um 09:57 schrieb Christoph Müller:

Um den Fall geht es aber doch überhaupt nicht. Es geht um den Fall, dass
die Strahlung einer wirklich kräftigen Quelle auf einen kleiner Körper
fokussiert wird, der bei Gleichtemperatur die auf ihn eingestrahlte
Leistung nicht mehr los wird. Wie kommt dieser OHNE Temperaturerhöhung
ins Gleichgewicht?

Nimm ein großes Brennglas, eine auf 200 Grad aufgeheizte Herdplatte und
versuche damit ein kleines Stück Gold zu schmelzen.

 

[Christoph MĂźller]

Am 03.08.2015 um 15:08 schrieb Wolfgang:

Am 03.08.2015 um 09:57 schrieb Christoph Müller:

Um den Fall geht es aber doch überhaupt nicht. Es geht um den Fall, dass
die Strahlung einer wirklich kräftigen Quelle auf einen kleiner Körper
fokussiert wird, der bei Gleichtemperatur die auf ihn eingestrahlte
Leistung nicht mehr los wird. Wie kommt dieser OHNE Temperaturerhöhung
ins Gleichgewicht?

Nimm ein großes Brennglas, eine auf 200 Grad aufgeheizte Herdplatte und
versuche damit ein kleines Stück Gold zu schmelzen.

Die Abstrahlleistung beträgt bei einer Herdplatte mit 15 cm Durchmesser
etwa 200 Watt.
Mit einem einfachen Brennglas lässt sich diese Strahlung sicher nicht
fokussieren, weil Glas im relevanten Wellenlängenbereich durchsichtig
wie Blech ist. Wenn dann wäre eine Germanium- oder Salzoptik nötig. Geht
aber auch nicht, weil sich die Strahlung damit nicht gut genug auf einen
ein Punkt abbilden lässt.

Aus der Röntgenoptik sind allerdings Wolter-Teleskope bekannt.
https://de.wikipedia.org/wiki/Wolter-Teleskop
Diese könnte man evtl. so modifizieren, dass nahezu die gesamte
Strahlung des Halbraums über der Herdplatte auf einen sehr kleinen Fleck
konzentriert wird. Welche Temperaturen damit erreicht werden können,
würde mich auch interessieren. Mehr als die 200°C der Quelle sollten
erreichbar sein. Andernfalls wüsste ich nicht, wie sich ein
Gleichgewicht einstellen könnte. Die auf das Objekt eingestrahlte
Leistung muss ja irgendwo hin.

--
Servus
Christoph Müller
http://www.astrail.de

 

[Claas Thede]

Am 03.08.2015 15:00, schrieb Christoph Müller:
> verspiegelte konische Röhren

Du erinnerst Dich an meine ursprüngliche Ausführung zu Spiegeln, die Du
inzwischen als korrekt anerkannt hast? Das mit Einfallswinkel =
Ausfallswinkel und dem Abstand?

Nochmal ganz deutlich: da kam keine Bedingung zur Geometrie des Spiegels
drin vor. Es ist folglich unerheblich, ob der Spiegel bildgebend ist
oder nicht, parabolisch, sphärisch, asphärisch, eben,
konisch-röhrenförmig oder sonstwie geformt.

Um Deinen nächsten Einwand vorwegzunehmen: ein Gedankenexperiment. Du
pflasterst Deine Kugel flächendeckend mit solchen Röhren. Ein sechs-
oder fünfeckiger Querschnitt würde sich dabei übrigens eher
anbieten als ein runder, aber lassen wir das außen vor und denken uns
einfach mal, dass auch mit runden Röhren eine vollständige Abdeckung der
Oberfläche gelingt. Die Röhren beginnen unmittelbar auf der
Kugeloberfläche, so dass dort keine Strahlung verloren geht.

Für 50 kW Einstrahlung bräuchten wir 50.000 m˛ Oberfläche, also gut
63 m Radius insgesamt, wovon 62,995 m auf die Röhren entfallen. Die
Sonneneinstrahlung wird durch Spiegel o.ä. auf jeden Teil der Oberfläche
dieser "großen" Röhrenkugel geführt, so dass dort tatsächlich 50 kW
ankommen. Die werden zur Kugel geleitet und erhitzen die Kugel - nur bis
zu welcher Temperatur?

Genauso wie die Sonneneinstrahlung zur Kugel hin leiten die Röhren aber
auch die Schwarzkörperstrahlung der Kugel wieder von ihr weg, die
Spiegel wissen ja nicht, dass sie Strahlung nur in einer Richtung leiten
sollen. Da das ganze verlustfrei ist, hat die Röhrenkugel an ihrer
Oberfläche die gleiche Temperatur wie die kleine Kugel in ihrem Inneren.
Die äußere Oberfläche ist aber nun nicht mehr 0,000314 m˛, sondern
50.000 m˛ groß. Käme die kleine Kugel auf 6000 K, so wäre auch die große
Kugel außen scheinbar 6000 K heiß. Das entspricht nach SBG einer
Strahlungsleistung von 3,67 TW. Da wir aber nur 50 kW haben, wird die
Kugel nur 64,8 K "warm".


Mach gerne weiter und versuch', noch weitere Einwände zu finden.
Abschließend sei zur nur-beobachtenden und nicht-beweisenden Eigenart
der Naturwissenschaften nur noch gesagt: die Geometrie ist ein Teil der
/Mathematik/.


Gruß, over&out
Claas

 

[Christoph MĂźller]

Am 03.08.2015 um 16:28 schrieb Claas Thede:

Am 03.08.2015 15:00, schrieb Christoph Müller:

verspiegelte konische Röhren

Du erinnerst Dich an meine ursprüngliche Ausführung zu Spiegeln, die Du
inzwischen als korrekt anerkannt hast? Das mit Einfallswinkel =
Ausfallswinkel und dem Abstand?

Nochmal ganz deutlich: da kam keine Bedingung zur Geometrie des Spiegels
drin vor. Es ist folglich unerheblich, ob der Spiegel bildgebend ist
oder nicht, parabolisch, sphärisch, asphärisch, eben,
konisch-röhrenförmig oder sonstwie geformt.

Um Deinen nächsten Einwand vorwegzunehmen: ein Gedankenexperiment. Du
pflasterst Deine Kugel flächendeckend mit solchen Röhren. Ein sechs-
oder fünfeckiger Querschnitt würde sich dabei übrigens eher
anbieten als ein runder, aber lassen wir das außen vor und denken uns
einfach mal, dass auch mit runden Röhren eine vollständige Abdeckung der
Oberfläche gelingt. Die Röhren beginnen unmittelbar auf der
Kugeloberfläche, so dass dort keine Strahlung verloren geht.

Für 50 kW Einstrahlung bräuchten wir 50.000 m˛ Oberfläche,

Ist das nicht etwas übertrieben viel Fläche? Die Sonne liefert etwa 1 kW
pro Quadratmeter. Für 50 kW komme ich damit grade mal auf 50 m˛ und
nicht dem 1000-Fachen. Damit gäb's dann 50 MW.

also gut
63 m Radius insgesamt, wovon 62,995 m auf die Röhren entfallen. Die
Sonneneinstrahlung wird durch Spiegel o.ä. auf jeden Teil der Oberfläche
dieser "großen" Röhrenkugel geführt, so dass dort tatsächlich 50 kW
ankommen. Die werden zur Kugel geleitet und erhitzen die Kugel - nur bis
zu welcher Temperatur?

Das ist eben die Frage. Bei 6000K (die Temperatur, die mutmaßlich nicht
überschritten werden kann) ist die Abstrahlung durch die Fläche der
Kugel begrenzt. Die Einstrahlung allerdings nicht.

Genauso wie die Sonneneinstrahlung zur Kugel hin leiten die Röhren aber
auch die Schwarzkörperstrahlung der Kugel wieder von ihr weg,

nicht genauso. Denn es wird ja angenommen, dass die 6000K NICHT
überschritten werden können. Damit und mit der Kugeloberfläche ist die
Abstrahlleistung mit etwa 15 kW definiert und limitiert. Mehr geht
einfach bei dieser Temperatur nicht. Mit höherer Temperatur allerdings
schon. DESHALB gehe ich davon aus, dass damit eine HÖHERE Temperatur
erreicht werden kann als der Sender hat.

die
Spiegel wissen ja nicht, dass sie Strahlung nur in einer Richtung leiten
sollen.

Sie können aber nicht mehr spiegeln, als auf sie eingestrahlt wird. Wenn
von der Kugel nur 15 kW abgestrahlt werden (Fläche ist fix und die
Temperatur max 6000K), können sie auch nur 15 kW wegspiegeln. Wenn in
der Gegenrichtung 50 kW daher kommen - was passiert mit der Differenz
von 35 kW? Die können ja nur mit HÖHERER Temperatur in Gegenrichtung
wieder abgestrahlt werden. WAS sehe ich denn da falsch?

Da das ganze verlustfrei ist, hat die Röhrenkugel an ihrer
Oberfläche die gleiche Temperatur wie die kleine Kugel in ihrem Inneren.

Im Idealfall beteiligt sich die Röhrenkugel überhaupt nicht am
Temperaturgeschehen. Sie spiegelt ja nur. Somit ist es völlig belanglos,
welche Temperatur sie hat. Das ist auch in der Thermografie ein gängiges
Problem. Hat man eine spiegelnde Oberfläche, lässt sich die Temperatur
mit Infrarot nicht mehr messen. Man misst die Temperatur des
gespiegelten Objektes. Egal, wie warm oder kalt der Spiegel ist.

Die äußere Oberfläche ist aber nun nicht mehr 0,000314 m˛, sondern
50.000 m˛ groß.

Warum sollte diese Fläche interessant sein?

Käme die kleine Kugel auf 6000 K, so wäre auch die große
Kugel außen scheinbar 6000 K heiß.

Von nichts kommt nichts. Mehr als etwa 15 kW kann die kleine Kugel bei
6000K schlicht nicht abstrahlen. Jetzt kommen 35 kW "zu viel" daher. Was
passiert damit?

Mit einer Wärmebildkamera wären nur wenige Punkte mit 6000K zu sehen.
Aber sicher nicht die ganze Oberfläche der Röhrenkugel (die ja ohnehin
nur eine gedachte ist).

Das entspricht nach SBG einer
Strahlungsleistung von 3,67 TW. Da wir aber nur 50 kW haben, wird die
Kugel nur 64,8 K "warm".

Wäre damit also ein unglaublich guter Strahlungskühler, der in der
Technik aufgrund fehlender mechanisch bewegter Teiler sicher längst
große Verbreitung gefunden hätte. Auch wenn das Ding riesengroß ist. Es
wäre nicht mal Energiezufuhr nötig, weil die Energie einfach ins All
abstrahlen würde.

64,8K wären -208,35°C. Damit lässt sich flüssiger Stickstoff (-196°C)
aus der Luft kondensieren.

--
Servus
Christoph Müller
http://www.astrail.de

 

[Sieghard Schicktanz]

Hallo Christoph,

Du schriebst am Mon, 3 Aug 2015 11:11:58 +0200:

Könntest Du mit der Ansicht konform gehen, daß auf (D)eine Kugel nicht
mehr Strahlung fallen kann als im Inneren einer (der "Testkugel"
beliebig nahe liegender) Hohlkugel mit der Strahlungstemperatur?

Sofern kein konzentrierendes System im Spiel ist, ja.

Bei "beliebig nahe" kriegst Du kein konzentrierendes System 'rein. Du
kriegst aber, weil in dieser Hohlkugel das Strahlungfeld homogen und
isotrop ist, _nirgends_ mehr Strahlung auf Dein KĂźgelchen. Auch nicht mit
einem "konzentrierenden System" - es ist einfach nicht mehr da. Was an
einer Stelle durch Konzentration mehr "abgeschĂśpft" wird, fehlt
dementsprechend anderswo.

In dieser Anordnung (die einer idealen Ulbricht-Kugel, die Du anderwärts
erwähnt hattest, entspricht, in der sich eine Strahlungsquelle und die
Testkugel befinden) kannst Du jetzt eine bliebige Optik einbauen.

Wir leben aber nicht in einer Ulbricht-Kugel.

Glßcklicherweise, die bewirkt nämlich die maximal mÜgliche
Strahlungskopplung an die Quelle, und dann wäre es hier recht ungemßtlich
heiß - nicht ganz die angesprochenen 6kK, weil die Sonne das nicht ganz
liefert, aber 5,5kK reichen auch schon.
Wir kriegen von der Strahlung der Sonne also nur einen ganz kleinen Teil
ab, der als fast paralleles Strahlenbßndel knapp 1kW/m² auf die Erde
bringt. Um dieses Strahlenbßndel optimal auf Deine Enpfängerkugel zu
bringen, brauchst Du eine Optik, die praktisch das homogene, isotrope
Strahlungsfeld in einer "Ulbrichtkugelumgebung" nachbildet. D.h. Du mußt
die quasi-parallele Sonnenstrahlung auf den gesamten Raumwinkel verteilen
und so lenken, daß die gesamte Kugeloberfläche wenigstens annähernd in
dieser Art Strahlung liegt.
Hier kommt jetzt das von Kai-Martin angefĂźhrte Phasenraum-Argument ins
Spiel, das mathematisch begründet, daß durch eine solche Optik die
Leistungsdichte (Leistung pro Flächenelement) nicht ßber die der
Originalstrahlung gesteigert werden kann, und das heißt dann einfach, daß
es keine Opotik schaffen _kann_, eine hĂśhere Leistungsdichte am Ort der
Kugel - und damit eine hÜhere Leistung auf der Kugeloberfläche - zu
erzeugen, als der der (thermischen 6kK-) Strahlungsquelle.

Deine Behauptung entspricht damit der der Existenz einer Optik, die in
diesem Umfeld die Einstrahlung auf die Testkugel Ăźber die thermische
Einstrahlung erhĂśht. Kannst Du eine solche konstruieren?

Ich hab's noch nicht probiert.

Dann probier's mal, oder lies die schon durchgefĂźhrten Untersuchungen zum
Thema und bilde Dir Deine Meinung daraus.

Dass die Größe der Sonnenscheibe doch zu berücksichtigen ist und das
Licht deshalb doch nicht ganz parallel ist, habe ich gelernt.
In der Faseroptik hat man allerdings mit der Ankopplung der Fasern
ähnliche Probleme mit der Fokussierung. Das geht nicht mit bildgebender

Jajaja - diese Optiken kĂśnnen aber auch keine anderen Effekte bewirken wie
sonstige Spiegeleien oder was auch immer - die Leistung auf der Oberfläche
Deiner Kugel wird trotzdem nicht höher, der Überschuß findet einfach durch
Mehrfachreflexionen nicht hin, sondern "fliegt wieder 'raus".

Die allseits bekannte Physik hat mit ihren mathematischen Methoden
gezeigt, daß das nicht geht

ich zweifle noch.

Dann rechne selber nach, alle Gleichungen und deren Voraussetzungen sind
öffentlich zugänglich und werden sogar regelmäßig in Vorlesungen
vorgetragen und vorgerechnet (letzteres evtl. in Übungen dazu).

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Mit freundlichen Grüßen, S. Schicktanz
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[Sieghard Schicktanz]

Hallo Christoph,

Du schriebst am Mon, 3 Aug 2015 09:57:08 +0200:

Sonne zusammen mit der Empfängerkugel in eine innenverspiegelte
Hohlkugel.

Kannst auch eine innen weiße Kugel nehmen. Nennt sich dann
"Ulbricht-Kugel" und wird verwendet, um die Strahlungsleistung einer
Quelle zu ermitteln.

Genau, und das geht sowohl damit als auch mit der Spiegelkugel, weil das
Strahlungsfeld in deren Inneren allein von der thermischen Quelle bestimmt
wird und homogen und isotrop ist. Eine thermische Quelle strahlt _isotrop_,
und die ideal spiegelnde oder streuende Kugel verteilt diese Strahlung
homogen in ihrem Inneren.

....
> die Strahlung einer wirklich kräftigen Quelle auf einen kleiner KÜrper

Definiere "wirklich kräftige[] Quelle".

Leistung nicht mehr los wird. Wie kommt dieser OHNE TemperaturerhĂśhung
ins Gleichgewicht?

_Wenn_ mehr Leistung eingestrahlt werden _kann_, als die thermische
Abstrahlung bei einer bestimmten Temperatur abtransportieren kann (und
keine anderen Verlustkanäle existieren), wird die Temperatur des KÜrpers
natĂźrlich steigen. Es kommt dabei nur darauf an, wie dafĂźr die Quelle der
Strahlung beschaffen sein muß. Eine thermische Quelle mit kleinerer oder
hĂśchstens gleicher Temperatur wie der betrachtete KĂśrper kann es nicht sein.

....

Taschenlampenbatterie der GlĂźhfaden in der Lampe auf 3000K und mehr
gebracht werden kann, obwohl es nur um wenig Energie geht.

Ah, endlich ein interessantes Argument. Bei der GlĂźhlampe verwendest
du allerdings hochwertige Energie,

es geht darum, ob Strahlung ebenfalls als hochwertige aufzufassen ist.
Ich denke ja.

Das _kann_ richtig sein. Wenn es sich nicht um thermische Strahlung
handelt, sondern z.B. Laser- oder wohl auch schon LED-Licht, dann trifft
Dein Argument zu - aber dann gibt es auch keine Temperatur, die man der
Strahlung zusprechen kĂśnnte.
Das gilt sogar nicht nur fĂźr Licht, auch bei Teilchenstrahlung trifft das
zu: Mit einem gebĂźndelten Elektronenstrahl lassen sich enorm hohe
Temperaturen erzielen, die "GlĂźhelektronen", die aus einer RĂśhrenkathode
austreten, taugen dagegen ohne Beschleunigung nicht dazu.

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Mit freundlichen Grüßen, S. Schicktanz
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[Kai-Martin]

Christoph MĂźller wrote:

Mehr als die 200°C der Quelle sollten
erreichbar sein. Andernfalls wĂźsste ich nicht, wie sich ein
Gleichgewicht einstellen kĂśnnte. Die auf das Objekt eingestrahlte
Leistung muss ja irgendwo hin.

Nochmal zum mitmeisseln:

1) Ein passives Objekt O, das man von allen Seiten mit Wärmestrahlung
die mit der Temperatur T1 assoziiert ist, bestrahlt, heizt sich auf
die Dauer genau auf diese Temperatur T1 auf.

2) In diesem thermischen Gleichgewicht strahlt das Objekt genauso viel
Wärmestrahlung ab, wie es empfängt.

3) Die abgestrahlte Wärmestrahlung landet in der Quelle der Rundum-
Strahlung.

Das ist der Idealfall.

4) Statt leerem Raum kann man auch eine Optik zwischen Quelle und
Objekt anordnen. Genauso wie der leere Raum leitet Optik
grundsätzlich die Wärmestrahlung in beide Richtungen weiter.

5) Jegliche Konzentration, Kollimation, oder was auch immer die Linsen
und/oder Spiegel der Optik mit der Wärmestrahlung anstellen, ändert
nichts an dessen die Spektrum. Das Sonnenspektrum bleibt das
Sonnenspektrum egal, wie sehr man es fokussiert.

6) Das beste, was die Optik schaffen kann, ist das Objekt aus allen
Richtungen (4 Pi Raumwinkel) zu bestrahlen und dabei die
Sonnenoberfläche 1:1 abzubilden. Um Einwänden zuvorzukommen: Mit
abbilden ist hier nicht notwendigerweise eine photographische
Abbildung gemeint. Es kann auch ein Fleck sein. Damit hat man wieder
den in 1) angesprochen Fall.

7) Man kĂśnnte meinen, dass eine Abbildung mit 2:1 von Quelle zu
Objekt die Intensität am Objekt und damit die dort eintreffende
Energie verdoppeln wĂźrde. Wenn gleichzeitig die Strahlung rundum am
Objekt eintrifft, müsste es heißer werden. So eine Optik existiert
jedoch nicht. Wenn man es versucht, stellt man fest, dass sich die
Optik beim Ziel die 4 Pi zu erreichen, selber im Weg steht. Jegliche
passive Optik erhält das Volumen im Phasenraum von Raumwinkel- und
Ortsintervall. Wenn Streuung beteiligt ist, wird das Phasenraumvolumen
sogar größer.

8) Als Zugeständnis an real existierende Optik kÜnnte man von den 4 Pi
abrĂźcken und etwa 2 Pi anstreben. Das hat zwei Folgen. Zum einen sieht
damit das Objekt in der Hälfte des Raumwinkels nicht die Sonne sondern
irdische ungefähr 300 K. Das Objekt sendet aber weiterhin in die
vollen 4 Pi die SchwarzkĂśrperstrahlung mit seiner jeweiligen
Temperatur ab. Als Ergebnis stellt sich eine Temperatur irgendwo
zwischen 300 K und Sonnentemperatur ein.

Nach der bisherigen Diskussion macht Dir vermutlich der Schritt 7) am
meisten Bauchschmerzen. Um Dich davon zu Ăźberzeugen, dass das keine
Händewedelei, sondern ein belastbares Argument ist, kÜnntest Du
entweder in die theoretische Optik einsteigen und die Sache mit dem
Phasenraumvolumen verifizieren. Oder Du kannst Versuchen eine konkrete
Optik zu entwerfen, die das erreicht, von dem Punkt 7) sagt, es ginge
nicht. So ein Versuch ist durchaus lehrreich, auch wenn der zweiten
Hauptsatz der Thermodynamik einen negativer Ausgang der Versuche
vorhersagt. Das ist ähnlich wie wenn man Perpetuum Mobiles als Rätsel
betrachtet.

---&ltkaimartin(>---

 

[Matthias Weingart]

12bit mit performanten Controller ist eher selten, weil die Digitalseite da
womöglich reinstört. Darum trauen sich viele Controllerhersteller nur 10 bit
zu.
Wie auch immer, TI schafft beim MSP430 auch 16 und 24 bit. Man muss dann aber
schon schauen, dass er da beim Rechnen die Wandlung nicht stört und das
Layout stimmt.

Der neue MSP432P401R - "Low-power + high performance 32-bit 48MHz ARM Cortex
M4F with 256KB Flash and 64KB RAM" hat einen 24 Kanal 14bit Wandler drin
und kostet $3.58/1K, gibts allerdings aktuell wohl noch nicht so wirklich.

M.
--

 

[Newdo]

Hallo zusammen,

ich bin dabei, einen geeigneten uC auszusuchen, der Ăźber >=24 mind.
12bit Eingänge verfßgt, brauchbare Rechenleistung (FFT) hat und
kostengĂźnstige IDE/Evalboards verfĂźgbar sind.

Ohne die Diskussion, was brauchbare Rechenleistung ist, frage ich
einfach mal in die Runde, was schon so im Einsatz ist...


Danke - Newdo

 

[Claas Thede]

Am 03.08.2015 18:37, schrieb Christoph Müller:
> Die Sonne liefert etwa 1 kW pro Quadratmeter.

Nachtrag zur Klarstellung:

Die zuvor genannten Werte sind mit einer geringeren Leistung pro Fläche
gerechnet und in dem Fall korrekt.

Bei 1 kW/m˛ kommen auf der Röhrenkugel 50 MW an; das ergibt eine
(Strahlungs-)Gleichgewichtstemperatur von etwa 365 K oder 91 °C.

Alternativ kommen bei gleicher Flächenleistungsdichte auf einer
kleineren Röhrenkugel mit ca. 4 m Radius (50 m˛ Oberfläche) 50 kW an,
das Strahlungsgleichgewicht stellt sich dann bei 257 K ein.

 

[Christoph MĂźller]

Am 04.08.2015 um 01:52 schrieb Kai-Martin:

Christoph Müller wrote:
#
Mehr als die 200°C der Quelle sollten
erreichbar sein. Andernfalls wüsste ich nicht, wie sich ein
Gleichgewicht einstellen könnte. Die auf das Objekt eingestrahlte
Leistung muss ja irgendwo hin.

Nochmal zum mitmeisseln:

1) Ein passives Objekt O, das man von allen Seiten mit Wärmestrahlung
die mit der Temperatur T1 assoziiert ist, bestrahlt, heizt sich auf
die Dauer genau auf diese Temperatur T1 auf.

Ebenfalls zum mitmeisseln:
Aber nur, wenn sich dadurch ein Strahlungsgleichgewicht einstellt. Dass
also die eingestrahlte Leistung gleich der abgestrahlten ist. In allen
anderen Fällen verändert sich die Temperatur.

2) In diesem thermischen Gleichgewicht strahlt das Objekt genauso viel
Wärmestrahlung ab, wie es empfängt.

Das ist nicht die Frage. Die Frage ist, was passiert, wenn MEHR Leistung
mit der gleichen Frequenz eingestrahlt wird. Dann halt nur mit größerer
Amplitude.

3) Die abgestrahlte Wärmestrahlung landet in der Quelle der Rundum-
Strahlung.

Das ist der Idealfall.

Zum Beispiel in einer Ulbricht-Kugel. Davon ist allerdings nicht die Rede.

4) Statt leerem Raum kann man auch eine Optik zwischen Quelle und
Objekt anordnen. Genauso wie der leere Raum leitet Optik
grundsätzlich die Wärmestrahlung in beide Richtungen weiter.

Aber sicher nicht mehr, als abgestrahlt werden kann. Hat man einen
Körper mit definierter Oberfläche und Temperatur, dann kann man auch
ausrechnen, wie viel Leistung dieser abstrahlt. Was, wenn nur MEHR
Leistung auf diesen Körper einstrahlt, als dieser bei dieser Temperatur
wieder los werden kann? Muss sich seine Temperatur dann nicht erhöhen?

5) Jegliche Konzentration, Kollimation, oder was auch immer die Linsen
und/oder Spiegel der Optik mit der Wärmestrahlung anstellen, ändert
nichts an dessen die Spektrum.

Demnach müsste die Temperatur und damit Energieübertragung von der
Frequenz abhängig sein. Dann gibt es sozusagen keinen Unterschied
zwischen laut und leise. Doch das widerspricht jeder Erfahrung.

Das Sonnenspektrum bleibt das
Sonnenspektrum egal, wie sehr man es fokussiert.

Das bezweifelt doch auch niemand.

6) Das beste, was die Optik schaffen kann, ist das Objekt aus allen
Richtungen (4 Pi Raumwinkel) zu bestrahlen

mit welcher Leistung? Welcher Raumwinkel der Sonne soll auf das Objekt
abgebildet werden?

und dabei die
Sonnenoberfläche 1:1 abzubilden.

??? Dazu bräuchte man einen Körper, der genauso groß wie die Sonne ist.

Um Einwänden zuvorzukommen: Mit
abbilden ist hier nicht notwendigerweise eine photographische
Abbildung gemeint. Es kann auch ein Fleck sein. Damit hat man wieder
den in 1) angesprochen Fall.

7) Man könnte meinen, dass eine Abbildung mit 2:1 von Quelle zu
Objekt die Intensität am Objekt und damit die dort eintreffende
Energie verdoppeln würde.

Merkt man, wenn man z.B. eine kleine und mal eine große Lupe als
Brennglas verwendet. Die große funktioniert besser, weil sie mehr
Leistung sammelt.

Wenn gleichzeitig die Strahlung rundum am
Objekt eintrifft,

muss nicht unbedingt rundum sein. Wichtig ist nur, dass die Leistung auf
dem Objekt ankommt.

> müsste es heißer werden.

Es geht nicht um "rundum", sondern um "wie viel".

> So eine Optik existiert jedoch nicht.

Das ist eben die zu klärende Frage. Innerhalb einer Ulbricht-Kugel wird
sowas nicht funktionieren. Aber es geht auch nicht um das Innere einer
Ulbricht-Kugel.

Wenn man es versucht, stellt man fest, dass sich die
Optik beim Ziel die 4 Pi zu erreichen, selber im Weg steht.

Es geht um die Strahlungsbilanz. Nicht darum, wo überall die Strahlung
im Detail auftrifft. Wenn 50 kW auf das Objekt einstrahlen, dann müssen
auch wieder 50 kW abgestrahlt werden, wenn das System im Gleichgewicht
sein soll. Wenn aber temperatur- und flächenbedingt nur 15 kW
abgestrahlt werden können - was passiert dann mit den übrigen 35 kW, die
eingesammelt und auf das Objekt gelenkt werden? Diese Frage ist noch
immer nicht geklärt. Es wird lediglich behauptet, dass auf das Objekt
nicht mehr als 15 kW einstrahlen könnten, so dass die Temperatur
unmöglich über die Temperatur in der Quelle (hier 6000K) ansteigen
könnte. Dafür sehe ich allerdings nach wie vor keinen Grund.

Jegliche
passive Optik erhält das Volumen im Phasenraum von Raumwinkel- und
Ortsintervall. Wenn Streuung beteiligt ist, wird das Phasenraumvolumen
sogar größer.

Bist du dir wirklich sicher, dass du JEDE passive Optik kennst?

In der Glasfasertechnik und Mikroskopie wird gelegentlich mit einer Art
"Strahlentrichter" gearbeitet, um damit Lichtenergie zu bündeln oder um
Bilder machen zu können, die eine Auflösung deutlich unterhalb der
Lichtwellenlänge haben (umgekehrter Trichter). Sowas lässt sich im
vorliegenden Fall auch verwenden, um mehr Energie auf das Objekt zu bringen.

8) Als Zugeständnis an real existierende Optik könnte man von den 4 Pi
abrücken und etwa 2 Pi anstreben. Das hat zwei Folgen. Zum einen sieht
damit das Objekt in der Hälfte des Raumwinkels nicht die Sonne sondern
irdische ungefähr 300 K. Das Objekt sendet aber weiterhin in die
vollen 4 Pi die Schwarzkörperstrahlung mit seiner jeweiligen
Temperatur ab. Als Ergebnis stellt sich eine Temperatur irgendwo
zwischen 300 K und Sonnentemperatur ein.

Würde mal sagen, dass die Temperatur eine Folge der Energiebilanz ist.
Erst dann, wenn die eingestrahlte Energie so groß wie die abgestrahlte
ist, herrscht Gleichgewicht. Wenn 50 kW einstrahlen (eingesammelt aus
großer Fläche), geometrie- und temperaturbedingt aber nur 15 kW
abgestrahlt werden, dann steigt die Temperatur so lange, bis auch die
letzten 35 kW wieder abgestrahlt werden. Was soll denn sonst passieren?

Oder meinst du, dass es nicht möglich wäre, mehr als 15 kW auf eine
Kugel mit 6000K und 1cm Durchmesser einzustrahlen? Das willst du
anscheinend über die geometrischen Verhältnisse vermitteln. Weshalb ich
das nicht so sehe ("Trichteroptik"), habe ich eben beschrieben. Wo liegt
mein Denkfehler?

Nach der bisherigen Diskussion macht Dir vermutlich der Schritt 7) am
meisten Bauchschmerzen.

Richtig.

Um Dich davon zu überzeugen, dass das keine
Händewedelei, sondern ein belastbares Argument ist, könntest Du
entweder in die theoretische Optik einsteigen

machen wir ja grade.

und die Sache mit dem
Phasenraumvolumen verifizieren. Oder Du kannst Versuchen eine konkrete
Optik zu entwerfen, die das erreicht,

wenn ich mal zu viel Geld übrig habe, probiere ich das vielleicht mal.

von dem Punkt 7) sagt, es ginge
nicht.

sagt er nur mit einer bestimmten Art von Optik.

So ein Versuch ist durchaus lehrreich, auch wenn der zweiten
Hauptsatz der Thermodynamik einen negativer Ausgang der Versuche
vorhersagt.

Wir sind hier nicht innerhalb einer Ulbricht-Kugel! Da würden überall
die gleichen Verhältnisse gelten. Klar, dass da eine konzentrierende
Optik auch nichts hilft.

Das ist ähnlich wie wenn man Perpetuum Mobiles als Rätsel
betrachtet.

Ich sehe da kein Perpetuum Mobile, sondern lediglich die Wertigkeit der
Energieformen. Mit Strom und Reibung kommt man locker über
Umgebungstempratur. Mit Niedertemperaturwärme nicht. Aber mit Strahlung
sehr wohl. Also gehört auch Strahlung zu den hochwertigen Energieformen.
Strahlung ist was Anderes als Wärmeleitung. Mit Wärmeleitung stellt sich
immer eine Temperatur zwischen warum und kalt ein. Mit Strahlung sollte
man die Temperatur - so man genug Energie in dieser Form hat - in
beliebige Höhen treiben können.

Licht ist elektromagnetische Strahlung. Mit sogar SEHR niederfrequenter
Strahlung im Hertz- bis kHz-Bereich werden Induktionsöfen betrieben, die
jedes leitende Material zum Schmelzen bringen können. Wärmestrahlung
bewegt sich etwa im THz-Bereich. Wenn es also schon mit Frequenzen im
Hz-Bereich möglich ist, mehrere tausend Grad zu erzeugen - warum sollte
das mit sehr viel kurzwelligerer Strahlung plötzlich NICHT mehr möglich
sein? Nur, weil die Komponente des elektrischen Feldes größer ist?

Der Mechanismus der Wärmeentwicklung ist doch immer der Gleiche: Es wird
Unruhe in die Strukturen gebracht. Beim Induktionsofen erfolgt das mit
Reibungswärme des induzierten Stroms im aufzuheizenten Leiter. Mit
höheren Frequenzen ist die Wellenlänge so kurz, dass gar keine
Elektronen mehr von Atom zu Atom bewegt werden müssen. Da wird an deren
Elektronen direkt gezerrt, was ebenfalls zu heftigen Schwingungen im
Material sorgt. Je größer die Schwingungsenergie, desto höher auch die
Temperatur. Diese Schwingungsenergie hängt aber weniger von der
Frequenz, sondern von der Energie ab. Folglich sollte man auch auf die
Energiebilanz schauen.

--
Servus
Christoph Müller
http://www.astrail.de

 

[Newdo]

..

 

[Christoph MĂźller]

Am 03.08.2015 um 23:06 schrieb Sieghard Schicktanz:

Hallo Christoph,
Du schriebst am Mon, 3 Aug 2015 09:57:08 +0200:

Sonne zusammen mit der Empfängerkugel in eine innenverspiegelte
Hohlkugel.

Kannst auch eine innen weiße Kugel nehmen. Nennt sich dann
"Ulbricht-Kugel" und wird verwendet, um die Strahlungsleistung einer
Quelle zu ermitteln.

Genau, und das geht sowohl damit als auch mit der Spiegelkugel, weil das
Strahlungsfeld in deren Inneren allein von der thermischen Quelle bestimmt
wird und homogen und isotrop ist.

Ob's mit einer Spiegelkugel noch homogen und isotrop ist? Da habe ich
doch gewisse Zweifel. Denke, es hat schon seinen Grund, weshalb
Ulbricht-Kugeln innen mattweiß sind.

> Eine thermische Quelle strahlt _isotrop_,

ich mache öfters Wärmebildaufnahmen. Von daher muss ich dir widersprechen.

und die ideal spiegelnde oder streuende Kugel verteilt diese Strahlung
homogen in ihrem Inneren.

Die streuende ja. Die spiegelnde - da würde ich mich nicht drauf verlassen.

...
die Strahlung einer wirklich kräftigen Quelle auf einen kleiner Körper

Definiere "wirklich kräftige[] Quelle".

50 kW Strahlungsleistung auf eine Kugel mit 1 cm Durchmesser.

Leistung nicht mehr los wird. Wie kommt dieser OHNE Temperaturerhöhung
ins Gleichgewicht?

_Wenn_ mehr Leistung eingestrahlt werden _kann_, als die thermische
Abstrahlung bei einer bestimmten Temperatur abtransportieren kann (und
keine anderen Verlustkanäle existieren), wird die Temperatur des Körpers
natürlich steigen.

Genau das ist der Punkt!

Es kommt dabei nur darauf an, wie dafür die Quelle der
Strahlung beschaffen sein muß. Eine thermische Quelle mit kleinerer oder
höchstens gleicher Temperatur wie der betrachtete Körper kann es nicht sein.

Da wäre ich mir allerdings überhaupt nicht sicher. Was du beschriebst,
kennt man vor allem von Mischprozessen z.B. mit heißem und kaltem
Wasser. Wir reden hier aber nicht von Mischprozessen, sondern von
elektromagnetischer Strahlung.

Nehmen wir mal 50 Hz Netzfrequenz. Damit kann man Induktionsöfen
betreiben, die die Werkstoffe bis auf mehrere tausend Grad aufheizen.
Wärmestrahlung im 100...1000°C-Bereich liegt knapp im THz-Bereich.
Welcher Temperatur meinst du, würden 50 Hz entsprechen? Das wäre wohl
sehr nahe am absoluten Nullpunkt. Trotzdem werden mit 50-Hz-Strahlung
mehrere tausend Grad erzeugt.

Du magst jetzt einwenden, dass ja im aufzuheizenden Werkstoff nahezu
Gleichstrom fließt. Am Ende werden aber trotzdem einfach Elektronen
bewegt. Das Gleiche passiert auch mit hochfrequenter elektromagnetischer
Strahlung. Es werden Elektronen bewegt, die auch ihre Atomkerne mit in
Schwingung versetze und so für Temperatur sorgen.

Welcher Mechanismus sollte jetzt diese Temperatur wie begrenzen? Warum
sollte es also nicht möglich sein, mit Sonnenenergie höhere Temperaturen
als 6000K zu erzeugen?

...
Taschenlampenbatterie der Glühfaden in der Lampe auf 3000K und mehr
gebracht werden kann, obwohl es nur um wenig Energie geht.

Ah, endlich ein interessantes Argument. Bei der Glühlampe verwendest
du allerdings hochwertige Energie,

es geht darum, ob Strahlung ebenfalls als hochwertige aufzufassen ist.
Ich denke ja.

Das _kann_ richtig sein. Wenn es sich nicht um thermische Strahlung
handelt, sondern z.B. Laser- oder wohl auch schon LED-Licht, dann trifft
Dein Argument zu

warum nur damit? Um welchen einschränkenden Faktor geht es dabei?

- aber dann gibt es auch keine Temperatur, die man der
Strahlung zusprechen könnte.

Habe ich auch nicht behauptet. Es gibt lediglich bei schwarzen Strahlern
ein temperaturabhängiges Strahlenmaximum. Ansonsten ist die thermische
Frequenzverteilung sehr breit.

--
Servus
Christoph Müller
http://www.astrail.de

 

[Stefan U.]

Hallo,

Am 04.08.2015 um 11:26 schrieb Newdo:

Ohne die Diskussion, was brauchbare Rechenleistung ist, frage ich
einfach mal in die Runde, was schon so im Einsatz ist...

bei >= 12 bit wĂźrde ich einen (oder hier mehrere) externe ADC nutzen.

Es gibt auch ADC-Eval-Boards:
http://www.digikey.com/product-search/en/programmers-development-systems/evaluation-boards-analog-to-digital-converters-adcs/

Dann kann man den Prozessor entsprechend Rechenanforderungen oder
Erfahrung frei auswählen.


Gruß
Stefan.

 

[Hanno Foest]

Am 04.08.2015 12:37 schrieb Christoph Müller:

Eine thermische Quelle strahlt _isotrop_,

ich mache öfters Wärmebildaufnahmen. Von daher muss ich dir widersprechen.

Ja, man sieht ja bereits anhand einer Taschenlampe, daß Glühbirnen nicht
isotrop strahlen.

*schluchz*

Der Thread ist wie ein Zugunglück, weggucken geht irgendwie auch nicht.

Hanno