In der Radiometrie und Photometrie sind einige der verwendeten Größen Spektralgrößen, die im Allgemeinen von der optischen Frequenz oder Wellenlänge abhängen.Einige von ihnen sind einfach frequenzabhängige Eigenschaften von Materialien oder Objekten, wie eine Reflexion, Transmission oder Absorption.Andere beschreiben die Verteilung z.B. eines Strahlungsflusses über verschiedene optische Frequenzen oder Wellenlängen.Ihre Symbole enthalten oft „ν“ (für die optische Frequenz) oder „λ“ (für die Wellenlänge) im Index.
Zum Beispiel ist der spektrale Fluss Φe, ν der Strahlungsfluss Φe pro (infinitesimal kleines) Einheitsfrequenzintegral in Grundeinheiten von W/ Hz; ähnlich Φe,λ ist der Strahlungsfluss pro Einheit Wellenlängenintervall in Einheiten von W/ m.
Einige wichtige Beispiele für solche Größen:
| Menge | Symbol | Einheiten | Bemerkungen |
|---|---|---|---|
| spektraler Fluss | Φe, ν Φe,λ |
W/Hz W/nm |
Strahlungsstrom pro Frequenz− oder Wellenlängeneinheit |
| spektrale Intensität | Ie,Ω,ν Ie,Ω,λ |
W sr−1 Hz−1 W sr−1 nm−1 |
Strahlungsintensität pro Frequenz− oder Wellenlängeneinheit |
| spektrale Radianz | Le,Ω ,ν Le,Ω,λ |
W sr−1 m−2 hz−1 W sr−1 m-2 nm-1 |
Strahldichte pro Frequenz− oder Wellenlängeneinheit |
| spektrale Strahldichte | Ee,ν Ee,λ |
W m−2 Hz−1 W m−2 nm−1 |
Strahldichte pro Frequenz− oder Wellenlängeneinheit |
| spektrale Strahlkraft | Je,ν Je,λ |
W m−2 Hz−1 W m-2 nm-1 |
Radiosität pro Frequenz- oder Wellenlängeneinheit |
| spektrale Exitanz | Me,ν Me,λ; |
W m−2 Hz−1 W m−2 nm−1 |
Strahlungsexposition pro Frequenz− oder Wellenlängeneinheit |
| spektrale Exposition | He,ν He,λ |
J m−2 Hz−1 J m−2 nm−1 |
Strahlungsexposition pro Frequenz− oder Wellenlängeneinheit |
| spektraler Lichtstrom | Φv,ν Φv,λ |
lm Hz−1 lm nm−1 |
Lichtstrom pro Frequenzeinheit oder Wellenlänge |
| spektrale Lichtstärke | Iv,ν Iv,λ |
cd Hz-1 cd nm-1 |
Lichtstärke pro Frequenzeinheit oder Wellenlänge wellenlänge |
| spektrale Beleuchtungsstärke | Ev,ν Ev,λ |
lx Hz−1 lx nm−1 |
Beleuchtungsstärke pro Einheitsfrequenz oder Wellenlänge |
(Der Index „e“ steht für Energie und gibt die radiometrische Größe an, während „v“ für „Vision“ steht, angabe photometrischer Größen.)
Durch Integration dieser Größen über alle optischen Frequenzen bzw. Wellenlängen erhält man die entsprechenden ganzzahligen Größen.Beispielsweise ist der Strahlungsfluss gleich dem frequenz- oder wellenlängenintegrierten Spektralfluss.
In den meisten Fällen resultieren die spektralen Verteilungen aus statistischen Prozessen.Eine bemerkenswerte Ausnahme ist die Erzeugung von ultrakurzen Pulsen mit modengekoppelten Lasern, was ein hochdeterministischer Prozess ist.Hier können optische Spektren aus Leistungsspektraldichten von Feldamplituden berechnet werden.
Umrechnung zwischen frequenz- und wellenlängenbezogenen Spektralgrößen
Beachten Sie, dass es z.B. nicht korrekt ist, Φe,ν (eine Größe, die sich auf optische Frequenzen bezieht) über alle Wellenlängen zu integrieren, indem Sie einfach das Argument ν = c / λ verwenden.Selbst die resultierenden Einheiten wären nicht korrekt.Man muss auch die Umwandlung von Frequenz zu Wellenlänge berücksichtigen intervals.As wir können den integrierten Strahlungsfluss berechnen als
wir müssen schließen, dass
wobei der Umrechnungsfaktor wellenlängenabhängig ist.Dies hat zur Folge, dass der Peakort einer spektralen Größe in Bezug auf die optische Frequenz im Allgemeinen nicht mit c geteilt durch die Peakwellenlänge übereinstimmt, berechnet aus der entsprechenden wellenlängenbezogenen Größe.In Fällen mit breiten Spektralverteilungen – zum Beispiel dem Spektrum der Schwarzkörperstrahlung – kann das einen wesentlichen Unterschied machen.
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Siehe auch: radiometrie, Photometrie, optisches Spektrum, spektrale Phase, Leistungsspektraldichte
und andere Artikel in der Kategorie Lichterkennung und Charakterisierung
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