Zur Formulierung der experimentellen Ergebnisse und theoretischen Überlegungen werden heute strahlungsphysikalische Grö\3en benutzt, die in der folgenden Aufstellung erklärt werden. Die Nomenklatur wurde weitgehend dem deutschen Standard ([DIN 5496]) angepa\3t. Während in der deutschsprachigen Literatur die Grö\3en meist einheitlich bezeichnet werden, finden sich in der internationalen Literatur oft verschiedene Bezeichnungen und Abkürzungen für dieselbe physikalische Grö\3e (vgl. [Gerthsen et al., 86], [Mester], [Rennert, 87], [Gaussorgues, 94], [Merrit, 59], [Wolfe, Zissis, 89]).
Abbildung 2.1 veranschaulicht die Beziehung der
verwendeten geometrischen Grö\3en. Der Strahlungsdetektor
befindet sich dabei im Abstand r von der Strahlungsquelle. Mit
dS und dA werden differentielle Oberflächenstücke der
Quelle und des Detektors bezeichnet. Von der Quelle aus gesehen,
nimmt die Detektorfläche dA den Raumwinkel
ein.
lambert

Abbildung:
Geometrische Anordnung von Detektor (Oberflächenelement dA)
und Strahlungsquelle (Oberflächenelement dS) zur Bestimmung
der Winkelverteilung der Strahlung.
Die gebräuchlichsten, strahlungsphysikalischen Grö\3en werden wie folgt definiert:
Der Strahlungsflu\3 ist das quantitative Ma\3 der Strahlung. Er beschreibt die von einer Strahlungsquelle emittierte oder von einem Detektor empfangene Strahlungsenergie dW pro Zeiteinheit dt. Wird allgemein von Strahlung gesprochen, so ist immer der Strahlungsflu\3 als me\3bare Grö\3e gemeint.
Die Strahlstärke bezeichnet den Strahlungsflu\3
,
bezogen auf den Raumwinkel
, in den der Flu\3
abgestrahlt wird. Die Winkelabhängigkeit von I ist für
Lambertsche Strahler (Kapitel 2.2.3) durch das
Lambertsche Cosinusgesetz gegeben.
Mit spezifischer Ausstrahlung bezeichnet man den Flu\3
, der pro Flächenelement
dS der
Strahlungsquelle in die gesamte Hemisphäre (Halbraum über der Strahlerfläche)
abgestrahlt wird.
Die Strahlungsdichte bezeichnet den Flu\3, der in das
Raumwinkelelement
in Richtung des Detektors abgestrahlt wird, bezogen auf die vom
Detektor aus gesehene Fläche
des strahlenden
Flächenstückes dS. Für Lambertsche Strahler
(Kapitel 2.2.3) ist die
Strahlungsdichte unabhängig vom Emissionswinkel
.
Diese strahlungsphysikalischen Grö\3en beziehen sich auf den Flu\3, der von der Quelle abgestrahlt wird. Für den vom Detektor empfangenen Flu\3 definiert man als wichtigste Grö\3e die
Sie ist analog zur spezifischen Ausstrahlung der gesamte Flu\3, der von der Detektorfläche dA empfangen wird.
Der gesamte abgestrahlte, bzw. empfangene Strahlungsflu\3
setzt sich aus einem Spektrum von Wellenlängen zusammen. Für
jede Wellenlänge bezeichnet der spektrale Strahlungsflu\3
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die Leistung, die innerhalb des Wellenlängenintervalls
abgestrahlt, bzw. empfangen
wird. Damit werden alle oben aufgeführten Grö\3en
wellenlängenabhängig. Man definiert analog zu (2.6) die
spektrale Strahlstärke, die spektrale spezifische
Ausstrahlung, die spektrale Strahlungsdichte und die
spektrale Bestrahlungsstärke.
Den gesamten Strahlungsflu\3 erhält man durch Integration des
spektralen Flusses über alle Wellenlängen:

Analog dazu ergeben sich alle anderen strahlungsphysikalischen
Grö\3en zu:

Mit den Definitionen dieses Abschnitts lassen sich die Gesetze der Radiometrie quantitativ formulieren. Es sei hier darauf hingewiesen, da\3 sich die spektrale Form dieser Grö\3en in den meisten Fällen nicht unterscheidet und auch die physikalischen Einheiten oft gleich oder ähnlich sind. Bei der Berechnung von tatsächlich empfangener Strahlungsleistung mu\3 die Bedeutung der Grö\3en sorgfältig beachtet werden, da sich sonst schnell Fehler einschleichen, die nicht ohne weiteres bemerkt werden. Insbesondere die Frage, auf welchen Raumwinkel man sich bezieht (von der Quelle oder vom Detektor aus gesehen) und welche Fläche gemeint ist, führt leicht zu Verwirrungen.