Spektralverteilungen

Spektralverteilungen beschreiben, wie eine physikalische Größe über das Spektrum verteilt ist. In der Praxis wird häufig die Spektralverteilung einer Lichtquelle betrachtet, auch Spektralleistungsverteilung oder Spektraldichte S(λ) genannt. Sie gibt an, wie viel Leistung pro Wellenlängeneinheit bei der Wellenlänge λ ausgestrahlt wird. Die Gesamtleistung P ergibt sich aus dem Integral P = ∫ S(λ) dλ über das relevante Spektrum. Alternativ lässt sich S auch als Funktion der Frequenz ν schreiben, S(ν); S(λ) und S(ν) hängen durch λν-Beziehung zusammen.

Formen und Ursachen von Spektralverteilungen unterscheiden sich je nach zugrunde liegendem Mechanismus. Thermische Strahlung (Schwarzkörper) folgt dem Planckschen Strahlungsgesetz; Laser-, Leuchtstoff- oder LED-Systeme weisen charakteristische, oft nicht-teilbare Spektren auf. Die Form der Verteilung bestimmt, wie ein Licht die Farbe wahrnehmbar macht. In der Farbmetrologie wird die Spektralverteilung mit Farbmessgrößen wie X(λ), Y(λ), Z(λ) der CIE-Farbwertemessung verknüpft, um Tristimuluswerte und daraus resultierende Farben zu bestimmen. Verschiedene SPD können dieselbe Farbigkeit, aber unterschiedliche Leuchtdichte haben; die Farbtemperatur (CCT) charakterisiert oft eine gebäudliche Wahrnehmung von Wärme-/Kühl-Tönen.

Messung und Anwendung: SPD werden mit Spektrometern oder Spektroradiometern gemessen und häufig kalibriert. Anwendungsbereiche reichen von der Lichttechnik und Farbkontrolle in der Industrie über die Fernerkundung und Astronomie bis hin zur Analyse chemischer Spektren. Eine präzise Kenntnis der Spektralverteilungen ermöglicht vergleichbare Beurteilungen von Lichtquellen, Farbwiedergabe und optischen Prozessen.