Spektralfördelning

Spektralfördelning är en beskrivning av hur mängden energi eller strålningskraft från en källa fördelas över våglängder eller frekvenser. Den används för att karakterisera ljuskällor, lampor, stjärnor, optiska system och signaler inom optik, fotonik och astrofysik. Ofta avses en spektral kraftfördelning (SPD) som funktion av våglängden λ, men man talar också om spektral radians- eller intensitetsfördelning i radiometri. SPD betecknas S(λ) och anges i enheten watt per nanometer (W/nm) eller liknande.

Den totala strålningskraften P erhålles genom att integrera SPD över det relevanta våglängdsintervallet: P = ∫ S(λ) dλ. I frekvensplanet kan man skriva P = ∫ S(ν) dν. Vid radiometriska tillämpningar motsvarar SPD den faktiska kraftfördelningen hos en källa; för färg och synintryck används oftare kombinationer av SPD med ögats responsfunktioner.

Egenskaper och exempel: Ett kontinuerligt spektrum uppträder utan avbrott, såsom hos en svartkroppsstrålning enligt Plancks lag. Ett emissionsspektrum kan däremot visa spektrallinjer vid specifika våglängder.

Tillämpningar: Inom colorimetrin används SPD tillsammans med ögats synfunktion V(λ) för att beräkna luminans och ljuskvalitet samt för att bestämma färgkoordinater i CIE-systemet och färgtemperatur (CCT). Inom belysning och fotografi används spektralfördelningar för att optimera färgåtergivning och energieffektivitet.

Mätning och relaterade begrepp: SPD mäts med spektrometrar och relevanta detektorer; resultaten anges som S(λ) eller L(λ) beroende på sammanhang. Begreppet används även inom andra fält, till exempel som spectral energy distribution (SED) i astrofysik och som power spectral density (PSD) inom signalbehandling.