Stefan-Boltzmann-Gesetz

Engl. Stefan-Boltzmann law; nach J. Stefan (1835-1893) und L. E. Boltzmann (1844-1906) benanntes Gesetz zur Bestimmung der Gesamtenergiedichte über alle Spektralbereiche, die der Fläche unter der Planckschen Strahlungskurve entspricht (Plancksches Strahlungsgesetz).

Jeder Körper sendet elektromagnetische Strahlung aus. Diese Wärmestrahlung hängt von der Wellenlänge, von der Temperatur des Körpers sowie von seiner Oberflächenbeschaffenheit ab. Bei ideal rauher Oberfläche (schwarzer Körper) ist die über alle Wellenlängen summierte Gesamtstrahlung nur eine Funktion der Temperatur:

Der Zusammenhang zwischen Gesamtenergiedichte und Temperatur kann jedoch nicht zur Bestimmung der Temperatur mit Hilfe von Methoden der Fernerkundung genutzt werden, denn die Sensoren sind meist nur in ausgewählten Spektralbereichen sensitiv. Natürlich vorkommende Oberflächen strahlen infolge der Absorption nicht die vollständige Energiemenge eines schwarzen Körpers mit der gleichen Temperatur ab. Daher ist für die Anwendung auf natürliche Objekte eine Modifikation des Stefan-Boltzmann-Gesetzes erforderlich. Es wird um den Emissionskoeffizienten ε dieser Oberflächen (u(T)=σ·T⁴·ε) erweitert.