Lichtabstrahlung

Lichtabstrahlung bezeichnet die Emission elektromagnetischer Strahlung durch Materie, insbesondere im sichtbaren Spektrum, aber auch in infrarot und ultraviolet. Sie kann durch verschiedene Mechanismen entstehen: thermische Abstrahlung, bei der sich bewegte Ladungen in Materialien zu Strahlung zusammenschalten, sowie nicht-thermische Übergänge, bei denen Elektronen zwischen diskreten Energieniveaus Photonen abgeben.

Thermische Abstrahlung folgt dem Planckschen Strahlungsgesetz und ist durch eine kontinuierliche spektrale Verteilung charakterisiert. Die spektrale Verteilung hängt von der Temperatur ab; die gesamte Leistung pro Flächeneinheit steigt mit der vierten Potenz der Temperatur (Stefan-Boltzmann-Gesetz) und das spektrale Maximum verschiebt sich nach Wien. Das Emissionsvermögen eines Materials beeinflusst die Intensität der Abstrahlung, und bei thermischer Gleichgewicht besteht Kirchhoffs Gesetz: Emissivität ist gleich Absorptivität bei gleicher Wellenlänge.

Nicht-thermische Lichtabstrahlung umfasst Fluoreszenz, Phosphoreszenz, Biolumineszenz und Elektrolumineszenz. Hier werden Photonen bei Elektronenübergängen freigesetzt; die Emission kann zeitlich sehr kurz (Fluoreszenz) oder verzögert (Phosphoreszenz) auftreten. Die Lichtausbeute (Quantenausbeute) beschreibt die Anzahl der ausgesandten Photonen pro angeregtem Ladungsträger.

Lichtabstrahlung ist grundlegend für Beleuchtung, Optoelektronik, Photonik und die Interpretation astrophysikalischer Quellen. Die Spektralverteilung liefert Informationen über Temperatur, chemische Zusammensetzung und Zustandsdynamik der strahlenden Quelle.