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[quote="Apo"]Hallo zusammen, ich sitze mal wieder vor einer Aufgabe, bei der ich eure Hilfe benötige: Berechnen Sie die (integrale) Photonenzahldichte [latex]N(T)=\int n(\nu, T) \text{d}\nu [/latex] aus der spektralen Photonenzahldichte [latex]n(\nu, T) = \frac{\omega(\nu, T)}{h\nu} [/latex] und geben Sie die Photonenzahl je cm^3 im intergalaktischen Raum (T = 2.7 K) an. Mit [latex]\omega(\nu, T)[/latex] ist hier die Plancksche Strahlungsformel gemeint. Ich gehe davon aus, dass ich über alle Frequenzen integrieren muss, das heißt dass ich das Integral [latex]\frac{8\pi}{c^3}\int_0^\infty \!\frac{\nu^2}{e^{\frac{h\nu}{kT}}-1}\,\text{d}\nu[/latex] berechnen muss. Allerdings komme ich hier mit Substitution letzten Endes auf [latex]\int_0^\infty\! \frac{u^2}{e^u-1}\,\text{d}u[/latex]... und ich weiß wirklich nicht, wie ich das berechnen soll, auch Wolfram Alpha hilft mir hier nicht weiter. Muss man bei dieser Aufgabe wirklich das Integral berechnen, oder gibt es einen anderen, vielleicht einfacheren Lösungsweg? Ich hoffe, dass ihr hier mir helfen könnt :)[/quote]
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jh8979
Verfasst am: 01. Mai 2020 08:01
Titel:
Du kannst das Integral natürlich auch einfach nachschlagen:
https://en.wikipedia.org/wiki/Lists_of_integrals#Definite_integrals_lacking_closed-form_antiderivatives
Apo
Verfasst am: 01. Mai 2020 07:51
Titel:
Schon mal Danke an euch beide!
Aber ich kann mir nicht wirklich vorstellen, dass es der Sinn dieser Aufgabe ist, ein solches Integral zu lösen..
Ich werds aber auf jeden Fall mal probieren
Nils Hoppenstedt
Verfasst am: 01. Mai 2020 00:41
Titel:
jh8979 hat Folgendes geschrieben:
Guck mal hier:
https://www.spectralcalc.com/blackbody/integrate_planck.html
An einer Stelle kann man die Rechnung durch einen Trick noch ein bisschen vereinfachen. Es geht um das Integral:
Führt man nämlich die Funktion
ein, so erkennt man, dass der Integrand gegeben ist durch
.
Es folgt, dass das Integral geschrieben werden kann als:
Viele Grüße,
Nils
jh8979
Verfasst am: 30. Apr 2020 22:56
Titel:
Guck mal hier:
https://www.spectralcalc.com/blackbody/integrate_planck.html
Dein Integral geht ähnlich.
... ist ziemlich tricky...
Apo
Verfasst am: 30. Apr 2020 22:37
Titel: Integrale Photonenzahldichte
Hallo zusammen,
ich sitze mal wieder vor einer Aufgabe, bei der ich eure Hilfe benötige:
Berechnen Sie die (integrale) Photonenzahldichte
aus der spektralen Photonenzahldichte
und geben Sie die Photonenzahl je cm^3 im intergalaktischen Raum (T = 2.7 K) an.
Mit
ist hier die Plancksche Strahlungsformel gemeint. Ich gehe davon aus, dass ich über alle Frequenzen integrieren muss, das heißt dass ich das Integral
berechnen muss. Allerdings komme ich hier mit Substitution letzten Endes auf
... und ich weiß wirklich nicht, wie ich das berechnen soll, auch Wolfram Alpha hilft mir hier nicht weiter.
Muss man bei dieser Aufgabe wirklich das Integral berechnen, oder gibt es einen anderen, vielleicht einfacheren Lösungsweg?
Ich hoffe, dass ihr hier mir helfen könnt