Strahlungsleistung
Die Strahlungsleistung oder Strahlungsfluss[1] 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
- = Planck-Konstante,
- = Lichtfrequenz.
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], Internationales Elektrotechnisches Wörterbuch (IEV) der International Electrotechnical Commission: Eintrag 845-21-038 (Bereich Beleuchtung) nennt synonym: radiant flux = radiant power = „Strahlungsleistung“ = „Strahlungsfluss“