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L I C H T   M E S S E N (Fortsetzung)


4. RADIOMETRISCHE MESSUNGEN
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4.0 Allgemeines
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Schlagwoerter:
RADIOMETRIE | FOTOMETRIE | LEISTUNG | DICHTE | VERTEILUNG | e-INDEX | v-INDEX | 'STRAHL'-NAME | 'LICHT'-NAME | WELLENLAENGENGRENZEN | FLACHER EMPFINDLICHKEITSVERLAUF | BANDBREITE | SCHMALBANDIG | BREITBANDIG


Was ist RADIOMETRIE:

Sehr einfach: wir messen direkt die LEISTUNG, die von der elektromagnetische Strahlung transportiert wird.

RADIOMETRIE steht im Gegensatz zur "FOTOMETRIE" (Abschn. 5), wobei die letztere zusaetzlich die Wirkung auf das menschliche Auge beruecksichtigt.

Genaugenommen: In beiden, in der RADIOMETRIE wie in der FOTOMETRIE, betrachten wir nicht ausschliesslich die uebertragene Strahlungs-LEISTUNG. Wir bedenken auch die LEISTUNGs-DICHTEN und die LEISTUNGs-VERTEILUNGen ueber Flaechen und ueber (Raum-)Winkel. Eine Art geometrisch abgeleiteter Groessen. Deswegen muessen viele verschiedene Groessen definiert und gemessen werden. Eine Menge von Groessen, die nicht nur verstanden, sondern auch gelernt sein wollen.


Benennungsunterschied zur FOTOMETRIE:

Sowohl in der RADIOMETRIE wie auch in der FOTOMETRIE benutzen wir dieselben Symbole fuer die "selben" Groessen.
Wo es noetig erscheint, kann man Indizes anfuegen, um radiometrische von fotometrischen Groessen zu unterscheiden.
Man nimmt den e-INDEX (energetisch) fuer die radiometrische Groesse und den v-INDEX (visuell) fuer die fotometrische Groesse.

Auch die Groessen-Namen zeigen an, ob RADIOMETRIE oder FOTOMETRIE gemeint ist: 'STRAHL'-NAMEn gehoeren zu radiometischen Groessen; 'LICHT'-NAMEn gehoeren zu fotometrischen Groessen. Sie koennen dies Prinzip verifizieren, wenn Sie das Inhaltsverzeichnis in Abschn. 0 und die Vergleichstabelle(n) in Abschn. 8 daraufhin ansehen.


BANDBREITEnproblem:

Nun, "LEISTUNG, die von der elektromagnetische Strahlung transportiert wird" klingt wunderschoen einfach.
Aber: In welchem Wellenlaengenbereich? Einfach 633 nm? Oder 380 bis 780 nm? Oder 1500 bis 1870 nm?
Eine Frage so einfach wie wichtig.

Wollten Sie Licht mit unbekannter Wellenlaenge (radiometrisch) richtig messen, dann wuerden Sie einen Detektor ohne WELLENLAENGENGRENZEN brauchen. Und so was ist nicht verfuegbar, oder zumindest unpraktisch. Ist also richtiges radiometrisches Messen unmoeglich?
Nein, moeglich ist das schon. Aber man muss sorgfaeltig auf Wellenlaengen und BANDBREITEn achten:

** Immer die Wellenlaenge mit aufschreiben (oder, wenn zutreffend, den Wellenlaengenbereich), bei der (oder in dem) die Messung vorgenommen wurde.

** Fuer allgemeine Anwendung ist noetig: grosse BANDBREITE und innerhalb dieser BANDBREITE  FLACHER EMPFINDLICHKEITSVERLAUF.
Vergewissern Sie sich, dass das zu messende Licht keine Strahlung ausserhalb der WELLENLAENGENGRENZEN des flachen Detektor-Empfindlichkeitsverlaufs enthaelt.
Ein Beispiel von guter Wellenlaengen-Einpassung ist in Bild 4.0-a gegeben.

Bild 4.0-a: breitbandiger Detektor, schmalbandiges Licht; 16 kByte)

** Wenn das zu messende Licht groessere BANDBREITE hat, als Ihr Detektor, dann wuerden Sie BANDBREITEn-begrenzende Filter brauchen.
Diese Filter muessten steile Flanken zu den Sperrbaendern haben und flachen Daempfungsverlauf im Durchlassband ... nicht leicht zu bekommen.
Bild 4.0-b zeigt schlechte Wellenlaengen-Einpassung ohne solche Filter.
In solchen Faellen sollte man spektrale Messung anwenden, wie sie in Abschn. 4.4 beschrieben ist.

Bild 4.0-b: flacher Detektor, breitbandiges light; 21 kByte)

** Monochromatisches (also SCHMALBANDIGes) Licht zu messen, ist einfacher: FLACHER EMPFINDLICHKEITSVERLAUF Ihres Detektors ist nicht mehr noetig.
Der Spektralverlauf der Detektorempfindlichkeit muss nur genau bekannt sein.
Dann koennen Sie monochromatisches Licht von bekannter Wellenlaenge messen und danach die Ablesung des Geraets korrigieren um die Empfindlichkeit, die der Detektor bei genau dieser Wellenlaenge hat. Bild 4.0-c zeigt zwei verschiedene Messbespiele.
(LEISTUNGsmesser fuer Laserstrahlung benutzen oft dieses Prinzip. Man gibt die Laserwellenlaenge ein, und das Geraet korrigiert automatisch die Messung. Benutzen Sie nie so ein Geraet fuer allgemeine Breitband-Messungen!)


Bild 4.0-c: Detektor breitbandig, aber nicht flach; Licht monochromatisch 20 kByte)

** Ich empfehle, BREITBANDIGes Licht radiometrisch zu messen, indem man eine monochromatische Komponente nach der anderen misst. Man nennt es "spektrale" Messung. Siehe Abschn. 4.4.



Fortsetzung: 4.1 Radiometrie im Strahlbuendel / 4.1.1 Strahlungsleistung  (Phi)

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Letzte Aenderung 19.3.2004 14:10