Strahlungsgröße

Radiometrie ist die Wissenschaft von der Messung elektromagnetischer Strahlung und ihre Anwendung in Physik, Astronomie und Geophysik. Sie ist mit der Fotometrie (Lichtmessung) verwandt und stellt ihre Erweiterung in die Bereiche des Infraroten und Ultravioletten, aber auch der Gammastrahlen dar.

Grundlagen

Die quantitative Messung von Strahlungsintensitäten erfolgt mit verschiedenen Arten von Detektoren. Sie wandeln einen Teil der Strahlung in Wärme oder ein elektrisches Signal um, woraus u.a. auf die Art der strahlenden Oberfläche und ihre Temperatur geschlossen werden kann. Als Vergleich dient oft der theoretisch ideale Strahler (Schwarzer Körper) und seine Strahlungsgesetze.

Radiometrische Größen

Um die Eigenschaften von Strahlungsquelle, Empfänger und bestrahltem Material beschreiben zu können, hat man fünf radiometrische Größen definiert. Ihnen entsprechen fünf fotometrische Größen, die wegen des begrenzten Wellenlängenintervalls von sichtbarem Licht - der nach CIE genormten Hellempfindlichkeitskurve - ihr spektral gewichteter Sonderfall sind.

Größe	SI-Einheit	Beschreibung	fotometrische Entsprechung
Strahlungsenergie	J	Die Energie einer Anzahl von Photonen	Lichtmenge
Strahlungsfluss	W	Strahlungsenergie pro Zeit	Lichtstrom
Strahlstärke	W/sr	Strahlungsfluss pro Raumwinkel	Lichtstärke
Bestrahlungsstärke	W/m²	Strahlungsfluss pro effektiver Empfängerfläche	Beleuchtungsstärke
Strahldichte	W·m–2·sr–1	Strahlungsfluss pro Raumwinkel pro effektive Senderfläche	Leuchtdichte

Radiometer

Die Detektoren zur physikalischen Messung von Strahlungsgrößen heißen Radiometer. Von den obgenannten fünf Größen werden hauptsächlich Strahlungsmenge, Bestrahlungsstärke und Strahldichte gemessen.

Ein Radiometer besteht aus der Eingangsoptik (beziehungsweise der Messöffnung), dem spektralen Filter, dem eigentlichen Sensor, der zugehörigen Elektronik und dem Anzeigegerät beziehungsweise Display.

Gamma-Radiometrie

siehe Hauptartikel: Radiometrische Datierung

Die Radiometrie von Gammastrahlung ist in der Geophysik und anderen Geowissenschaften eine wichtige Methode zur Bestimmung von Gesteinen und ihrem Stoffgehalt. Grundlage ist die Radioaktivität der in ihnen enthaltenen Isotope, also ihre spontane Umwandlung in andere chemische Elemente. Die bei Zerfallsprozessen entstehende hochenergetische Gamma-Strahlung hat für jedes Isotop eine typische Energieverteilung, das sog. Gammaspektrum. Die quantitative Analyse der natürlichen Isotope (vor allem Uran, Thorium, Kalium 40 und Kohlenstoff 14) erlaubt eine Charakterisierung der Gesteine.

Weblinks

• http://www.metas.ch/de/labors/7/7.html#Einh (radiometrische Größen)
• http://klimt.iwr.uni-heidelberg.de/PublicFG/ProjectB/CFT/disshhaus/node30.html (Infrarot-Radiometrie)