Lichtverhältnisse

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Die mittlere Energie sowohl von Stoff- als auch von Lichtteilchen ist direkt proportional zu ihrer  jeweiligen Temperaturfunktion. Während sich die Gesamtenergie der Teilchen eines Stoffgases durch eine zustandsunabhängige Teilchenzahl auf die mittlere Energie eines Teilchens bezieht, steht bei den Teilchen eines Lichtgases an dieser Stelle eine zustandsabhängige Teilchenzahl. Aus diesem Grund lässt sich nur eine kleine Änderung der Gesamtenergie der Teilchen eines Lichtgases direkt auf die Änderung seiner Temperatur beziehen. In der Größenordnung eines Kelvin ergibt sich der Energieunterschied als Integral in Abhängigkeit von der Teilchendichte:

0915

9.15

Nutzt man den gesetzmäßigen Zusammenhang zwischen Teilchendichte und Temperatur ergibt sich daraus folgende Gleichung:

0916

9.16

Die Gleichung (9.16) ist ein Polynom 4ter Ordnung für das Kelvin, dass sich im Gegensatz zum Stoffgas auf eine zustandsabhängige Kombination aus Energieunterschied und Referenztemperatur bezieht. Mithin müsste wieder ein bestimmter Zustand ausgezeichnet werden, wollte man das Kelvin über das Lichtgas definieren. Vorteilhaft ist allerdings, dass sich der Energieunterschied aus der abgestrahlten Energie ermitteln ließe, wofür es etablierte strahlungsthermometrische Methoden gibt (z.B. Kryoradiometer). Dies könnte dazu führen, nicht das Kelvin, sondern eine differentiell ermittelbare Energiekapazität auszuzeichnen.

Um auch die boltzmannsche Konstante lichtseits darzustellen, benötigte man analog zur stoffseitigen Ableitung eine lichtempfindliche Größe, deren Temperaturabhängigkeit genau bekannt ist.