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Strahlungsleistung monochromatischen Lichts

Hier können Sie die Strahlungsleistung eines monochromatischen Lichts berechnen lassen. Geben Sie dazu unten einfach nur den Quantenstrom sowie die Frequenz ein.

Quantenstrom [s-1]  
Frequenz [Hz]  

Es gibt viele verschiedene Theorien und Modelle über das Licht. So ergänzt beispielsweise das Wellenmodell die Grenzen des Strahlenmodells und das Quanten- beziehungsweise Photonenmodell die Grenzen des Wellenmodells.

Durch Lichtbrechung (zum Beispiel mit Hilfe eines Prismas) lässt sich das Licht in seine ,,Einzelteile" zerlegen.

Es besteht aus den Spektralfarben rot, orange, gelb, grün, blau und violett (Regenbogenfarben), welche in Kombination die uns bekannten Mischfarben, wie zum Beispiel grün, rosa oder türkis, ergeben.

Die Spektralfarben werden auch als monochromatisches Licht (griechisch: mono-chromos ; dt.: eine Farbe) bezeichnet. Jede Spektralfarbe hat eine einzigartige Wellenlänge, die dafür sorgt dass wir das Licht in genau dieser Farbe (vgl. Lichtrezeptoren und Farbewahrnehmung des Auges) wahrnehmen.
Aus diesen verschiedenen Wellenlängen resultieren verschiedene Energien (Strahlungsleistungen).

Was ist die Strahlungsleistung?

Die Strahlungsleistung oder auch der Strahlungsfluss bezeichnet jene Engergie, die von einer elektromagnetischen Welle pro Zeiteinheit in einen Raumbereich transportiert wird.

Berechnung der Strahlungsleistung

Folglich berechnet man sie, die Strahlungsleistung, aus der differentiellen Menge der Strahlungsenergie (in Joule) dividiert durch die Zeitspanne (in Sekunden). Die Zeitspanne is jene, in der die Energie von elektromagnetischen Wellen transportiert wird.
Das heißt:

?e = dQ/dt
? (Phi) stellt dabei als griechischer Buchstabe die Strahlungsleistung dar.

Für das monochromatische Licht ergibt sich mithilfe des Quantenstromes (? = dN/dt) die Stralungsleistung:
?e= ? * h * f = (dN/dt) * h * f
h ist das Planksche Wirkungsquantum, eine Naturkonstante (6,62606957*10^-34 J/s)
f ist die Lichtfrequenz

Anwendung des Tools zur Berechnung der Strahlungsleistung

Aufgrund dessen dass das Planksche Wirkungsquantum eine Naturkonstante ist, ist der Wert immer der selbe. In der Berechnung der Strahlungsleistung beziehungsweise des Strahlungsfluss verändern sich folglich nur die Lichtfrequenz (f) und der Quantenstrom (?). Diese beiden Werte müssen Sie in das von uns entwickelte Tool eintragen. Beachten Sie dabei die von Ihnen verwendeten Einheiten. Rechnen Sie gegebenenfalls von beispielsweise Megaherz (*10^6) in die Grundeinheit Herz um.

Beispielrechnung

Gegeben ist die Lichtfrequenz von rotem Licht mit einer Wellenlänge von ? = 750 nm und einem Quantenstrom von ?= 40 s^-1.
Berechnen Sie die Strahlungsleistung dieses Lichtes.

f=c/?=4*10^14 Hz
Folglich haben wir eine Frequenz von 4*10^14 Hz.
Diese tragen wir in das Feld ,,Frequenz in [Hz]" ein.

Insgesamt erhalten wir die Gleichung: ?e= ? * h * f = (40 s^-1) * (6,62606957*10^-34 J/s) * (4*10^14 Hz).
Beachten Sie: In allen physikalischen Berechnungen ist eine Einheitenbetrachtung notwendig. Sie können diese gesondert oder je nach Zweck auch in Ihrer Berechnung vornehmen.

Die Berechnung ist etwas zeitaufwendig, weshalb wir für Sie dieses Tool entwickelt haben.
Mit diesem können Sie in kurzer Zeit die Strahlungsleistung monochromatischen Lichtes, welche zum Beispiel für Glühbirnen eine Rolle spielt, berechnen.




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