Dichteverlauf

Dichteverlauf bezeichnet in der Physik die räumliche und zeitliche Verteilung der Dichte in einem System. Er beschreibt, wie sich Dichtewerte über Raum oder Zeit verändern und dient der Charakterisierung von Zuständen, Prozessen und Materialien. Typischerweise wird der Dichteverlauf durch Dichtefelder beschrieben, etwa rho(x) in einem räumlichen Koordinatensystem oder rho(r) als radiales Dichteprofil in Kugelsymmetrie. Zeitabhängige Dichteverläufe werden als rho(x, t) notiert und erfassen Prozesse wie Kompression, Diffusion, Strömung oder Gravitation.

Mathematisch lässt sich ein Dichteverlauf durch Funktionen oder Felder angeben, oft durch Modelle oder numerische Simulationen. In der Praxis werden Dichteverläufe aus Gleichungen der Kontinuität und der Zustandsgleichung abgeleitet oder durch experimentelle Messungen bestimmt. Zur räumlichen Abbildung kommen bildgebende Verfahren wie Röntgen- oder Neutronentomografie, Rasterkraft- oder Elektronenmikroskopie, sowie spektrale Dichtemessungen zum Einsatz; in der Geophysik und Astronomie werden Dichteprofile über entsprechende Messmethoden oder Modellrechnungen gewonnen, zum Beispiel Dichteprofile von Planeten, Sternen oder Galaxien.

Anwendungen finden sich in der Materialwissenschaft (Porenstruktur, Verdichtung, Phasenverteilung), in der Geowissenschaft (Stratigraphie, Mantelstruktur) und in der Astrophysik (Sternstrukturen, dunkle Materie-Verteilungen). Die Prüfung und Interpretation von Dichteverläufen erfordert oft Regularisierung, Fit-Modelle und Berücksichtigung von Messunsicherheiten.