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Strahlungsleistung Die oder Strahlungsfluss 1 Φ displaystyle Phi oder Φ e displaystyle Phi mathrm e ist diejenige differ

Strahlungsleistung

Die Strahlungsleistung oder Strahlungsfluss oder ist diejenige differentielle Energiemenge ( ist die Strahlungsenergie), die pro Zeitspanne von elektromagnetischen Wellen transportiert wird:

Ihre Einheit ist W (Watt).

In der Astronomie wird die Strahlungsleistung astronomischer Objekte als Leuchtkraft bezeichnet.

Photonen Bearbeiten

Aus dem Photonenstrom (Zahl der Photonen pro Zeit) ergibt sich für monochromatisches Licht die Strahlungsleistung als:

mit

Für elektromagnetische Strahlung der Frequenz 540 THz (grünes Licht der Wellenlänge 555 nm) entspricht ein Photonenstrom von 2.79e18 s−1 einer Strahlungsleistung von 1 W.

Für polychromatisches Licht ergibt sich die Strahlungsleistung durch Integration über alle Frequenzen:

Verbindung zum Poynting-Vektor Bearbeiten

Die Strahlungsleistung, die durch eine Oberfläche strömt, hängt mit dem Poynting-Vektor wie folgt zusammen:

wobei der Normalenvektor der Oberfläche und ein differentielles Oberflächenelement ist.

Bezug zu anderen Größen Bearbeiten

Wird die Strahlungsleistung auf die Größe der bestrahlten Fläche bezogen, so erhält man die Bestrahlungsstärke (Einheit: W/m²):

Wird sie hingegen auf den Raumwinkel bezogen, in den ein Lichtbündel, das von einer Lichtquelle ausgeht, fällt, so erhält man die Strahlstärke

mit der Einheit W/sr.

In der Photometrie (Lichttechnik) ist die entsprechende Messgröße der Lichtstrom , gemessen in der Einheit Lumen. Während die Strahlungsleistung (in diesem Zusammenhang meist geschrieben) eine energetische, also objektive Messgröße ist, fließt beim Lichtstrom die spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges ein (V-Lambda-Kurve). Die Verknüpfung zwischen beiden Größen ist das photometrische Strahlungsäquivalent der Lichtquelle

das von deren Wellenlängenspektrum abhängig ist.

Siehe auch Bearbeiten

Literatur Bearbeiten

  • F. Pedrotti, L. Pedrotti, W. Bausch, H. Schmidt: Optik für Ingenieure: Grundlagen. 2. Auflage. Springer, Berlin 2001, ISBN 3-540-67379-2.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. [1], Internationales Elektrotechnisches Wörterbuch (IEV) der International Electrotechnical Commission: Eintrag 845-21-038 (Bereich Beleuchtung) nennt synonym: radiant flux = radiant power = „Strahlungsleistung“ = „Strahlungsfluss“
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Die Strahlungsleistung oder Strahlungsfluss 1 F displaystyle Phi oder F e displaystyle Phi mathrm e ist diejenige differentielle Energiemenge d Q displaystyle mathrm d Q Q displaystyle Q ist die Strahlungsenergie die pro Zeitspanne d t displaystyle mathrm d t von elektromagnetischen Wellen transportiert wird F d Q d t displaystyle Phi frac mathrm d Q mathrm d t Ihre Einheit ist W Watt In der Astronomie wird die Strahlungsleistung astronomischer Objekte als Leuchtkraft bezeichnet Inhaltsverzeichnis 1 Photonen 2 Verbindung zum Poynting Vektor 3 Bezug zu anderen Grossen 4 Siehe auch 5 Literatur 6 EinzelnachweisePhotonen BearbeitenAus dem Photonenstrom Zahl der Photonen pro Zeit ϕ d N d t displaystyle phi tfrac mathrm d N mathrm d t nbsp ergibt sich fur monochromatisches Licht die Strahlungsleistung als F h ϕ n displaystyle Phi h cdot phi cdot nu nbsp mit h displaystyle h nbsp Planck Konstante n displaystyle nu nbsp Lichtfrequenz Fur elektromagnetische Strahlung der Frequenz 540 THz grunes Licht der Wellenlange 555 nm entspricht ein Photonenstrom von 2 79e 18 s 1 einer Strahlungsleistung von 1 W Fur polychromatisches Licht ergibt sich die Strahlungsleistung durchIntegration uber alle Frequenzen F h 0 d ϕ d n n d n displaystyle Phi h cdot int 0 infty frac mathrm d phi mathrm d nu cdot nu cdot mathrm d nu nbsp Verbindung zum Poynting Vektor BearbeitenDie Strahlungsleistung die durch eine Oberflache S displaystyle Sigma nbsp stromt hangt mit dem Poynting Vektor S displaystyle mathbf S nbsp wie folgt zusammen F S S n d A displaystyle Phi oint Sigma mathbf S cdot mathbf hat n mathrm d A nbsp wobei n displaystyle mathbf hat n nbsp der Normalenvektor der Oberflache und d A displaystyle mathrm d A nbsp ein differentielles Oberflachenelement ist Bezug zu anderen Grossen BearbeitenWird die Strahlungsleistung auf die Grosse der bestrahlten Flache bezogen so erhalt man die Bestrahlungsstarke E displaystyle E nbsp Einheit W m E d F d A displaystyle E frac mathrm d Phi mathrm d A nbsp Wird sie hingegen auf den Raumwinkel W displaystyle Omega nbsp bezogen in den ein Lichtbundel das von einer Lichtquelle ausgeht fallt so erhalt man die Strahlstarke I d F d W displaystyle I frac mathrm d Phi mathrm d Omega nbsp mit der Einheit W sr In der Photometrie Lichttechnik ist die entsprechende Messgrosse der Lichtstrom F v displaystyle Phi mathrm v nbsp gemessen in der Einheit Lumen Wahrend die Strahlungsleistung in diesem Zusammenhang meist F e displaystyle Phi mathrm e nbsp geschrieben eine energetische also objektive Messgrosse ist fliesst beim Lichtstrom die spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges ein V Lambda Kurve Die Verknupfung zwischen beiden Grossen ist das photometrische Strahlungsaquivalent K displaystyle K nbsp der Lichtquelle K F v F e displaystyle K frac Phi mathrm v Phi mathrm e nbsp das von deren Wellenlangenspektrum abhangig ist Siehe auch BearbeitenRadiometrie Radiometrische GrossenLiteratur BearbeitenF Pedrotti L Pedrotti W Bausch H Schmidt Optik fur Ingenieure Grundlagen 2 Auflage Springer Berlin 2001 ISBN 3 540 67379 2 Einzelnachweise Bearbeiten 1 Internationales Elektrotechnisches Worterbuch IEV der International Electrotechnical Commission Eintrag 845 21 038 Bereich Beleuchtung nennt synonym radiant flux radiant power Strahlungsleistung Strahlungsfluss Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Strahlungsleistung amp oldid 233793110