Quelltext der Seite Leslie-Würfel

[[Datei:LesliesCube.png|mini|Zwei Ansichten eines Leslie-Würfels mit einer [[Wärmebildkamera]] im Vergleich mit Schwarz-weiß-Bildern im sichtbaren Bereich]]

Ein '''Leslie-Würfel''' ist in der [[Experimentalphysik]] ein [[Würfel (Geometrie)|würfelförmiges]] Objekt zum Vergleich der [[Wärmestrahlung]] von verschiedenen Oberflächen. Er ist nach dem [[Physiker]] [[John Leslie (Physiker)|John Leslie]] benannt.

== Ursprung ==
Leslie führte Vergleichsmessungen über die Wärmeverluste an unterschiedlichen Oberflächen gleicher Temperatur durch. Dabei untersuchte er Wärmetransport durch Strahlung und Konvektion an Oberflächen wie:<ref>{{Literatur
| Autor=J. Leslie
| Seiten=20-41
| Originaltitel=A short account of experiments and instruments, depending on the relation of air to heat and moisture.
| Originalort=Edinburgh
| Originalsprache=en
| Originaljahr=1813
| Übersetzer= [[Heinrich Wilhelm Brandes]]
| Online=https://www.e-rara.ch/zut/content/titleinfo/1414644
| Titel=Kurzer Bericht von Versuchen und Instrumenten, die sich auf das Verhalten der Luft zu Wärme und Feuchtigkeit beziehen.
| Ort=Leipzig
| Verlag=Kummer
| Datum=1823}}</ref>
* metallisch poliert
* glänzendes Silber
* mit [[Zinn]]<nowiki />blatt belegt
* mit einer oder mehreren Lagen [[Blattgold]] belegt oder [[vergolden|vergoldet]]
* Glas
* Papier
* Porzellan
* bezogen mit [[Batist]] oder [[Flanell]]
* geschwärzt mit [[Ruß]]

== Versuch und Ergebnis ==
Ein Leslie-Würfel besteht aus Metall, beispielsweise aus [[Messing]], und die Oberflächen der vier Seiten werden unterschiedlich behandelt: als metallische Oberfläche poliert oder aufgeraut oder mit schwarzer bzw. weißer Farbe lackiert. Er kann innen mit einer Flüssigkeit, beispielsweise Wasser gefüllt werden, so dass alle Oberflächen die gleiche Oberflächentemperatur haben. Dadurch ist die Abstrahlung der verschiedenen Oberflächen direkt vergleichbar.<ref>{{Internetquelle
|url=https://www.leifiphysik.de/waermelehre/waermetransport/versuche/waermestrahlung-am-leslie-wuerfel| titel=Wärmestrahlung am LESLIE-Würfel|abruf=2024-02-15 }}</ref>

Mit Hilfe einer [[Wärmebildkamera]] oder einem [[Pyrometer]] kann die abgegebene Wärmestrahlung erfasst werden. Es zeigt sich, dass die Seite mit der polierten metallischen Oberfläche am wenigsten Strahlung emittiert, während die lackierten Seiten am meisten Wärme emittieren. Im Gegensatz zur sichtbaren Farbgebung bestimmt allein die Materialeigenschaft der Oberfläche den Emissionsgrad. Aus dem [[Kirchhoffsches Strahlungsgesetz|Kirchhoffschen Strahlungsgesetz]] kann hingegen abgeleitet werden, dass die Oberflächen mit geringem Emissionsvermögen die von außen auftreffende Strahlung stark reflektieren, während Oberflächen mit hohem Emissionsvermögen auch ein hohes Absorptionsvermögen für Strahlung haben.

Zu beachten ist dabei, dass die Reflexionseigenschaften und das damit zusammenhängende Emissionsvermögen bei den meisten Körpern vom Spektrum abhängig sind, siehe [[Schwarzer Körper]], Abschnitt [[Schwarzer Körper#Farbeindruck|Farbeindruck]]. Der Schwarze Körper, der jede Strahlung absorbiert und aus der daraus folgenden Erwärmung gespeist, eine Strahlung mit einer Verteilung nach dem [[Stefan-Boltzmann-Gesetz]] emittiert, ist eine Idealisierung.

Dies zeigen auch die folgenden Beispiele für den visuellen Farbeindruck und das spektrale Absorptionsvermögen:
* Schnee und Eis haben im Bereich des sichtbaren Lichts (400–750&nbsp;nm) ein hohes Reflexionsvermögen, im nahen und fernen Infrarot erscheinen sie dagegen fast schwarz<ref>{{Internetquelle |url=https://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Global_DE/SEM1L7WWVUG_0.html |titel=Optische Eigenschaften von Eis und Schnee|hrsg=European space Agency (ESA) |datum=2014 |sprache=DE |abruf=2021-12-21}}</ref>.
* Eine metallisch polierte Oberfläche kann durch eine aufgeklebte Klarsichtfolie im infraroten Bereich fast schwarz erscheinen<ref>{{Literatur |Titel=Lehrbuch zur Experimentalphysik Band 2: Kontinuumsmechanik und Thermodynamik |Hrsg=Joachim Heintze, Peter Bock |Verlag=Springer-Verlag|Ort=Berlin, Heidelberg |Datum=2016 |ISBN=978-3-662-45767-2 |Kapitel=7.1 Eigenschaften der Wärmestrahlung |Sprache=de}}</ref>

== Literatur ==
* {{Literatur |Titel=Lehrbuch zur Experimentalphysik Band 2: Kontinuumsmechanik und Thermodynamik |Hrsg=Joachim Heintze, Peter Bock |Verlag=Springer-Verlag |Ort=Berlin, Heidelberg |Datum=2016 |ISBN=978-3-662-45767-2 |Kapitel=7.1 Eigenschaften der Wärmestrahlung |Sprache=de}}
* {{Literatur |Autor=Stefan Roth, Achim Stahl |Titel=Mechanik und Wärmelehre |Verlag=Springer-Verlag |Ort=Berlin, Heidelberg |Datum=2016 |ISBN=978-3-662-45303-2 |Kapitel=21.4.3 Wärmestrahlung |Sprache=de}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Thermodynamik]]