Quelltext der Seite Strahlungsenergie

Die '''Strahlungsenergie''' ist eine [[physikalische Größe]] der [[Radiometrie]]. Sie ist die [[Energie]], die von [[Elektromagnetische Welle|elektromagnetischen Wellen]] transportiert wird,<ref name="Stoecker_2010" /> beispielsweise von [[Licht]], oder die Energie elektromagnetischer Wellen, die in einem gegebenen [[Raum (Physik)|Raumbereich]] und zu einem definierten [[Zeitpunkt]] enthalten ist.<ref>Horst Stöcker (Herausgeber), ebenda, S. 734.</ref> Die [[SI-Einheit]] der Strahlungsenergie ist das ''[[Joule]]''.

[[Datei:Sonne Strahlungsintensitaet.svg|miniatur| lang=de |Strahlungsintensität der Sonne oberhalb und auf der Erdoberfläche]]

== Beschreibung ==
Betrachtet man elektromagnetische Strahlung als Strom von [[Photon]]en, so ist die Strahlungsenergie die in diesem Strom transportierte Energie.

Die Energie eines Photons ist dabei proportional zur [[Frequenz]] der elektromagnetischen Welle:
:<math>E=h \cdot f</math>
mit der [[Planck-Konstante]] <math>h</math> und der Frequenz <math>f</math>.

Im makroskopischen Bereich (sehr viele Photonen) verwendet man für die Strahlungsenergie anstelle von <math>E</math> oft auch die Symbole <math>Q</math> oder <math>Q_\mathrm e</math>. Für monochromatische elektromagnetische Strahlung, zum Beispiel für [[Monochromatisches Licht|monochromatisches (einfarbiges) Licht]], ergibt sich die Strahlungsenergie als Produkt der Anzahl <math>N</math> der Photonen im Raumbereich und der Energie eines Photons:

:<math>Q_\mathrm e \equiv E=N \cdot h \cdot f.</math>

In der Regel besteht elektromagnetische Strahlung jedoch aus Photonen unterschiedlicher Energie. Im Fall des Lichts spricht man dann von [[Polychromatisches Licht|polychromatischem (mehrfarbigem) Licht]]. Zur allgemeinen Beschreibung der Strahlungsenergie muss man daher die [[Elektromagnetisches Spektrum|spektrale]] Verteilung berücksichtigen, die angibt, wie viele Photonen <math>\mathrm d N</math> in einem Frequenzbereich von <math>f</math> bis <math>f+\mathrm df</math> sind:
: <math>n(f) = \frac{\mathrm{d}N}{\mathrm{d}f}</math>

Für die Strahlungsenergie ergibt sich somit:
:<math>Q_\mathrm e \equiv E = h \int_0^{\infty} n(f) \cdot f \ \mathrm{d}f</math>,

== Zusammenhang mit anderen Größen ==
=== Strahlungsleistung ===
Betrachtet man die Zeit, in der eine gewisse Strahlungsenergie transportiert wird, ergibt sich die [[Strahlungsleistung]] <math>\Phi_\mathrm{e}</math> (auch Strahlungsfluss genannt):
<math>\Phi_\mathrm{e} = \frac{\mathrm{d}Q_\mathrm e}{\mathrm{d}t}</math>.

=== Lichtmenge ===
In der [[Photometrie]] wird zusätzlich die Empfindlichkeit des menschlichen Auges berücksichtigt, die von der Frequenz bzw. Wellenlänge abhängt. Die derart gewichtete Größe ist die [[Lichtmenge]]  <math>Q_\mathrm{v}</math>. Die Indices ''e'' und ''v'' stehen dabei für ''energetisch''  und ''visuell''.

{{Siehe auch|Radiometrie#Radiometrische Größen}}

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="Stoecker_2010">
{{Literatur |Autor=[[Horst Stöcker]] (Herausgeber) |Titel=Taschenbuch der Physik: Formeln, Tabellen, Übersichten |Auflage=6., korr. Aufl. |Verlag=Deutsch |Ort=Frankfurt am Main |Datum=2010 |ISBN=978-3-8171-1861-8 |Umfang=XXIV, 1079 |Seiten=369}}
</ref>
</references>

[[Kategorie:Physikalische Größe]]
[[Kategorie:Energieform]]
[[Kategorie:Strahlung]]