Strahlungssignale

Strahlungssignale sind zeitlich oder räumlich variierende Anteile elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung, die Informationen transportieren oder Hinweise auf zugrunde liegende physikalische Prozesse liefern. Sie entstehen in natürlichen Quellen wie Sternen, kosmischer Strahlung oder radioaktivem Zerfall sowie in künstlichen Quellen wie Antennen, Laser-, Synchrotron- oder Teilchenbeschleunigeranlagen. Strahlungssignale erstrecken sich über ein breites Spektrum von Frequenzen und Energien, von Radiowellen über Mikrowellen, Infrarot, sichtbares Licht bis zu Ultraviolet, Röntgen- und Gammastrahlung; auch Teilchenstrahlung kann als Signal in Detektionssystemen genutzt werden.

Die Signale weisen charakteristische Größen auf, darunter Frequenz, Amplitude, Phase, Spektrum, zeitliche Struktur und Polarisation. Sie breiten sich je nach Medium unterschiedlich aus und können durch Streuung, Absorption oder Dispersion verändert werden. Modulation und Rauschanteile beeinflussen die Qualität der Informationsübertragung oder die Aussagekraft der Messung. In der Praxis werden verschiedene Signaleigenschaften genutzt, um Quellentyp, Entfernungen, Materialien oder Umweltbedingungen zu bestimmen.

Die Erzeugung erfolgt durch beschleunigte oder wechselwirkende Ladungsträger, Übergänge in Atomen und Molekülen oder durch Felder, die Partikel ablenken. Die Detektion erfolgt mittels geeigneter Sensoren wie Photodioden, Photomultipliers, Szintillatoren, Spektrometern, Antennenempfängern oder Strahlungsdetektoren. Die Analyse umfasst zeitaufgelöste Messungen, Spektralanalysen und Frequenzanalysen, häufig unterstützt durch Fourier- oder Wellentheorie.

Anwendungen finden sich in Kommunikation, Spektroskopie, Astronomie, Medizin und Sicherheit. Strahlungssignale dienen der Informationsgewinnung über Quellprozesse, Materialeigenschaften und Umweltbedingungen, erfordern jedoch sorgfältigen Schutz vor schädlicher Strahlung und Beachtung von Sicherheitsnormen.