Hohlraumstrahlung
Unter Hohlraumstrahlung versteht man die elektromagnetische Strahlung innerhalb eines abgeschlossenen Hohlraums im thermischen Gleichgewicht.Die Hohlraumstrahlung ist eine sehr gute Näherung der thermischen Strahlung eines schwarzen Körpers. Dies ist eine Folge der Tatsache, dass die Absorption und die Emission zueinander proportional sind:
Nehmen wir an, ein Körper strahlt in einer Wellenlänge z.B. nur 50% der Energie ab, die ein schwarzer Körper abstrahlen würde. Dann nimmt er von auftreffender Strahlung dieser Frequenz auch nur 50% auf, der Rest wird reflektiert. In einem abgeschlossenen Hohlraum trifft nun jegliche Strahlung, die emittiert oder reflektiert wurde, irgendwann wieder auf eine Wand.
Nehmen wir nun an, die Strahlung im Hohlraum wäre weniger als die Schwarzkörperstrahlung. Wenn die Strahlung auf die Wand trifft, dann werden 50% davon absorbiert, sind also nicht mehr im Hohlraum; der Rest wird reflektiert, ist also weiterhin im Hohlraum. Gleichzeitig sendet aber die Wand aufgrund ihrer Wärme 50% der Strahlung aus, die ein schwarzer Körper ausgestrahlt hätte. Da nun weniger Strahlung im Hohlraum ist, als für einen schwarzen Körper im Gleichgewicht zu erwarten, ist die davon absorbierte Hälfte natürlich auch weniger als die Hälfte der Schwarzkörperstrahlung, und somit weniger, als der (nicht-schwarze) Körper ausgestrahlt hat. Das System ist also nicht im Gleichgewicht, sondern die Strahlung im Hohlraum nimmt zu, nähert sich also der Schwarzkörperstrahlung von unten an.
Eine analoge Argumentation ergibt, dass bei mehr Strahlung im Hohlraum, als für einen ideal schwarzen Körper zu erwarten wäre, der Körper mehr Strahlung absorbiert als er abgibt, so dass auch in diesem Fall sich die Menge der Strahlung derjenigen des ideal schwarzen Körpers annähert.
Somit ist im Gleichgewicht gerade so viel Strahlung im Hohlraum, wie auch bei einem ideal schwarzen Körper darinnen wäre.
Reale Hohlräume sind allerdings nicht ganz perfekt (so muss man z.B. ein Loch hinein "bohren", um die Hohlraumstrahlung überhaupt messen zu können, außerdem kann der Festkörper für bestimmte Frequenzen teilweise transparent sein), aber der Unterschied ist normalerweise klein genug, um ihn vernachlässigen zu können.