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Integration Strahlungsgesetz: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:34 Di 27.01.2009
Autor: Slartibartfast

Aufgabe
[mm] L_{S,\lambda}=\bruch{a}{\lambda^5}*\bruch{1}{e^{\bruch{b}{\lambda}}-1} [/mm]

[mm] \integral{L_{S,\lambda} d\lambda} [/mm]

Hallo zusammen,

ich versuche mich grad an der Integration des Planck'schen Strahlungsgesetzes (Konstanten hab ich zusammengefasst).

Mit einer partiellen Integration kommt man auf keinen grünen Zweig, also bleibt noch die Substitution. Leider sehe ich da keinen Ansatz. Kann mir jemand Hilfestellung leisten?

Grüße
Slartibartfast

        
Bezug
Integration Strahlungsgesetz: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:58 Di 27.01.2009
Autor: rainerS

Hallo!

>
> [mm]L_{S,\lambda}=\bruch{a}{\lambda^5}*\bruch{1}{e^{\bruch{b}{\lambda}}-1}[/mm]
>  
> [mm]\integral{L_{S,\lambda} d\lambda}[/mm]
>  Hallo zusammen,
>  
> ich versuche mich grad an der Integration des Planck'schen
> Strahlungsgesetzes (Konstanten hab ich zusammengefasst).
>  
> Mit einer partiellen Integration kommt man auf keinen
> grünen Zweig, also bleibt noch die Substitution. Leider
> sehe ich da keinen Ansatz. Kann mir jemand Hilfestellung
> leisten?

Es bietet sich die Substitution [mm] $\lambda=\bruch{1}{x}$ [/mm] an, um einen einfacheren Exponenten zu bekommen. Die führt auf die []Debye-Funktion (siehe auch im []Abramowitz/Stegun).

Mit der weiteren Substitution [mm] $\ln [/mm] z=b*x$ kommst du auf ein Integral mit Logarithmen und rationalen Funktionen, sowas führt auf Polylogarithmen. Mit einem Computeralgebrasystem kann man das gut ausrechnen, per Hand ist es recht mühsam.

Viele Grüße
   Rainer

Bezug
                
Bezug
Integration Strahlungsgesetz: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 21:57 Di 27.01.2009
Autor: Slartibartfast

[mm] $-\bruch{a}{b^4}\integral~\bruch{(ln(z))^3}{z^2-z}~dz$ [/mm]

bah, das ist ja kein Deut besser als das Ausgangsintegral (sollte es richtig substituiert sein) :D

Ich glaub, so wichtig ist es dann doch nicht...

Danke jedenfalls für die Tipps.

Bezug
                        
Bezug
Integration Strahlungsgesetz: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 08:55 Mi 28.01.2009
Autor: rainerS

Hallo!

> [mm]-\bruch{a}{b^4}\integral~\bruch{(ln(z))^3}{z^2-z}~dz[/mm]
>  
> bah, das ist ja kein Deut besser als das Ausgangsintegral
> (sollte es richtig substituiert sein) :D

Das mag so aussehen, aber mit Partialbruchzerlegung des Nenners kommst du auf eine Summe aus zwei Termen, deren Erster durch Substitution einfach zu berechnen ist. Der zweite geht mit partieller Ingegration und führt auf die Polylogarithmen.

Viele Grüße
   Rainer

Bezug
                                
Bezug
Integration Strahlungsgesetz: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 20:23 Mi 28.01.2009
Autor: Slartibartfast

Die Partialbruchzerlegung hatte ich probiert, ist aber daran gescheitert, dass ich mit dem Nullstelleneinsetzverfahren bei ln(0) ein Problem bekommen hab.

Die ursprüngliche Fragestellung (hatte ich nicht angegeben) war so, dass man einmal über den gesamten Wellenbereich (also [mm] $\lambda=[0,\infty)$) [/mm] und einmal über einen Bereich von [mm] $0,01\mu [/mm] m$ hätte integrieren sollen. Für ersteren Fall gibt es eine Sonderlösung und beim zweiten Fall macht man es sich ganz einfach, indem man nur [mm] $L_{S,\lambda}(\lambda=\lambda_0)*\Delta\lambda$ [/mm] rechnet.
Da will man einmal etwas genauer haben, da pfeiffen einem Dinge wie Polylogarithmen um die Ohren, von denen man noch nie gehört hat... ;)


Gruß
Slartibartfast

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