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

<math>\Phi_\mathrm{e} = \frac{\mathrm{d}Q}{\mathrm{d}t}</math>

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

<math>\Phi_\mathrm{e}=\phi \cdot h \cdot f</math>

<math>h</math> ist das Plancksche Wirkungsquantum, <math>f</math> die Lichtfrequenz.

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

<math>\Phi_\mathrm{e}=h \int_0^{\infty} \frac{\mathrm{d}\phi}{\mathrm{d}f} f \mathrm{d}f</math>.

Wird die Strahlungsleistung nur auf den sichtbaren Spektralbereich beschränkt, wird dieser oft als Lichtstrom (Einheit Lumen), das heißt die mit der V-Lambda-Kurve V_λ bewerteten Strahlungsleistung, bezeichnet.

Fotometrisches Grundgesetz

Erklärende Grafik zum fotometrischen Grundgesetz

Um die Abhängigkeit der Strahlungsleistung <math>\mathrm d^2 \Phi_\mathrm{e, 1 \rightarrow 2}</math> von einem Flächenelement <math>\mathrm d A_1</math> einer Strahlerfläche <math>A_1</math> der Leuchtdichte <math>L_1</math> eines Lambert-Strahlers (konstante Flächenhelligkeit) auf ein im Abstand <math>r_{12}</math> befindliches Flächenelement <math>\mathrm d A_2</math> zu bestimmen, kann das sogenannte fotometrische Grundgesetz genutzt werden, welches das lambertsche Kosinusgesetz und das fotometrische Entfernungsgesetz kombiniert.

<math>\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}</math>

Diese ist unter anderem von der gegenseitigen Lage der beiden Flächen im Raum abhängig, was durch die Winkel <math>\beta_1</math> und <math>\beta_2</math> 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. Ein Beispiel wäre der Helligkeitsvergleich.

Siehe auch

• Strahlungsintensität
• Bestrahlungsstärke
• Radiometrie
• Fotometrie

Literatur

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