Strahlungsverteilung

Strahlungsverteilung beschreibt, wie viel Strahlungsleistung von einer Quelle in verschiedene Richtungen abgegeben wird. Sie umfasst sowohl die räumliche Verteilung der Strahlung über den Raum als auch, sofern relevant, die spektrale Verteilung über Wellenlängen. In der Radiometrie wird häufig die strahlungsbezogene Größe Radiantintensität I(Ω) verwendet, definiert als dΦ/dΩ, wobei Φ der Strahlungsfluss und Ω die Richtung im Raum ist. Die Gesamtsumme der abgegebenen Leistung ergibt sich aus Φ = ∮ I(Ω) dΩ.

Unabhängig davon, ob eine Verteilung isotrop oder anisotrop ist: Bei isotroper Verteilung hat I(Ω) in allen Richtungen denselben Wert; bei anisotroper Verteilung ändert sich I mit Ω. Ein bekanntes Modell für diffuse Oberflächen ist das Lambertsche Strahlungsmaß, bei dem I(θ) proportional zu cos θ zur Oberflächennormalen abnimmt.

Zur vollständigen Beschreibung wird häufig die Radiance L verwendet, definiert als L(λ, Ω) = d^2Φ/(dA cosθ dΩ dλ). Radiance ist eine Größe, die sich durch optische Systeme unter idealen Bedingungen erhält. Messungen der Strahlungsverteilung erfolgen durch goniophotometrische Messungen oder mit Integrationsmessungen in einer Glaskugel, um die Gesamtleistung zu bestimmen.

Anwendungsgebiete sind die Auslegung von Beleuchtungssystemen, die Bewertung von Solarsystemen, Strahlenschutzplanungen, medizinische Strahlungstherapie und astronomische Beobachtungen. Die Strahlungsverteilung beeinflusst Größen wie Beleuchtungsstärke, Wärmebelastung, Dosimetrie und die Erkennung von Quellen.

Zusammenfassung: Strahlungsverteilung ist die Angabe, wie Strahlung räumlich und spektral verteilt ist. Sie lässt sich durch Größen wie I(Ω) und L(λ, Ω) beschreiben und durch Messungen oder Modelle bestimmen.