Strahlungsleistung

Die Strahlungsleistung (auch Strahlungsfluss) ist diejenige differentielle Energiemenge \mathrm {d} Q (Q ist die Strahlungsenergie), die pro Zeitspanne \mathrm {d} t von elektromagnetischen Wellen transportiert wird:

\Phi _{\mathrm {e} }={\frac {\mathrm {d} Q}{\mathrm {d} t}}

Mithilfe des Quantenstromes \phi ={\tfrac {\mathrm {d} N}{\mathrm {d} t}} ergibt sich für monochromatisches Licht die Strahlungsleistung als:

\Phi _{\mathrm {e} }=h\cdot \phi \cdot f

mit

Analog ergibt sich für polychromatisches Licht ein integraler Wert über die gemessenen Frequenzen:

\Phi _{\mathrm {e} }=h\cdot \int _{0}^{\infty }{\frac {\mathrm {d} \phi }{\mathrm {d} f}}\cdot f\cdot \mathrm {d} f.

Wird die Strahlungsleistung nur auf den sichtbaren Spektralbereich beschränkt, wird dieser oft als Lichtstrom (Einheit Lumen), d.h. die mit der V-Lambda-Kurve Vλ bewertete Strahlungsleistung, bezeichnet.

Fotometrisches Grundgesetz

Erklärende Grafik zum fotometrischen Grundgesetz

Um die Abhängigkeit der Strahlungsleistung \mathrm {d} ^{2}\Phi _{\mathrm {e,1\rightarrow 2} } von einem Flächenelement \mathrm {d} A_{1} einer Strahlerfläche A_{1} der Leuchtdichte L_{1} eines Lambert-Strahlers (konstante Flächenhelligkeit) auf ein im Abstand r_{{12}} befindliches Flächenelement \mathrm {d} A_{2} zu bestimmen, kann das sogenannte fotometrische Grundgesetz genutzt werden, welches das lambertsche Kosinusgesetz und das fotometrische Entfernungsgesetz kombiniert.

\mathrm {d} ^{2}\Phi _{\mathrm {e,1\rightarrow 2} }=L_{1}\cdot {\frac {\mathrm {d} A_{1}\cos \beta _{1}\cdot \mathrm {d} A_{2}\cos \beta _{2}}{r_{12}^{2}}}

Diese ist unter anderem von der gegenseitigen Lage der beiden Flächen im Raum abhängig, was durch die Winkel \beta _{1} und \beta _{2} zwischen der Strahlrichtung und den Flächennormalen berücksichtigt wird.

Bezug zur Fotometrie

Fotometrische (also lichttechnische) Größen werden in der Regel durch das vorangestellte Wort „Licht-“ bzw. „Leucht-“ gekennzeichnet. Sie weisen die gleichen Formelzeichen wie die strahlungsphysikalischen Größen auf, beispielsweise Strahlungsleistung (strahlungsphysikalisch) und Lichtstrom (fotometrisch). Der Unterschied in der Kennzeichnung liegt im Weglassen des Index e bei fotometrischen Größen.

Der Index e bei Formelzeichen steht für eine energetische Messgröße, die eine objektive Messgröße ist; es fließen nicht die speziellen Eigenschaften der menschlichen Wahrnehmung ein (vgl. V-Lambda-Kurve). Im Gegensatz dazu wird der Index v bei Messgrößen gesetzt, bei denen die subjektiven Eigenschaften des menschlichen Auges einfließen, hier steht das v für visuell.

Siehe auch

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Basierend auf einem Artikel in: Wikipedia.de
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Datum der letzten Änderung:  Jena, den: 11.01. 2020