Strahlstärke

Strahlstärke[1][2] oder Strahlungsstärke[3] ${\displaystyle I}$, auch Strahlungsintensität genannt[4] (der Begriff wird aber auch in anderer Bedeutung verwendet – siehe Intensität (Physik)), ist ein Begriff aus der Radiometrie. Die Strahlstärke ist der Anteil ${\displaystyle \mathrm {d} \Phi }$ der Strahlungsleistung ${\displaystyle \Phi }$, der von einer Strahlungsquelle (z. B. Lichtquelle) in einer gegebenen Raumrichtung in das beliebig kleine Raumwinkelelement ${\displaystyle \mathrm {d} \Omega }$ emittiert wird:

${\displaystyle I\mathrm {d} \Omega =\mathrm {d} \Phi }$

Physikalische Größe
Name	Strahlstärke
Formelzeichen	${\displaystyle I}$
Größen- und Einheitensystem Einheit Dimension SI W·sr^−1 M·L^2·T^−3

Die Leistung w​ird in Watt (W) gemessen, d​er Raumwinkel i​n Steradiant (sr); d​ie SI-Einheit d​er Strahlungsstärke i​st also W/sr.

Wird die Energie isotrop ausgestrahlt, also innerhalb des gesamten Raumwinkels von ${\displaystyle 4\pi \,\mathrm {sr} }$ gleichermaßen in jede Richtung, so beträgt die Strahlstärke in jede Richtung:

${\displaystyle I={\frac {\Phi }{4\pi \,\mathrm {sr} }}\,}$.

Photometrische Entsprechung

Die entsprechende Größe in der Photometrie ist die Lichtstärke ${\displaystyle I_{\mathrm {v} }}$. Sie ergibt sich aus der Strahlstärke, indem man diese mit dem photometrischen Strahlungsäquivalent, das die Empfindlichkeitskurve des menschlichen Auges beinhaltet, gewichtet.

Zusammenhang mit anderen radiometrischen Größen

radiometrische Größe	Symbol^a)	SI-Einheit	Beschreibung	photometrische Entsprechung^b)	Symbol	SI-Einheit
Strahlungs­fluss Strahlungs­leistung, radiant flux, radiant power	${\displaystyle \Phi _{\mathrm {e} }}$	W (Watt)	Strahlungsenergie durch Zeit	Lichtstrom luminous flux	${\displaystyle \Phi _{\mathrm {v} }}$	lm (Lumen)
Strahl­stärke Strahlungs­stärke, radiant intensity	${\displaystyle I_{\mathrm {e} }}$	W/sr	Strahlungsfluss durch Raumwinkel	Lichtstärke luminous intensity	${\displaystyle I_{\mathrm {v} }}$	cd = lm/sr (Candela)
Bestrahlungs­stärke irradiance	${\displaystyle E_{\mathrm {e} }}$	W/m^2	Strahlungsfluss durch Empfänger­fläche	Beleuchtungs­stärke illuminance	${\displaystyle E_{\mathrm {v} }}$	lx = lm/m^2 (Lux)
Spezifische Ausstrahlung Ausstrahlungs­strom­dichte, radiant exitance	${\displaystyle M_{\mathrm {e} }}$	W/m^2	Strahlungsfluss durch Sender­fläche	Spezifische Lichtausstrahlung luminous exitance	${\displaystyle M_{\mathrm {v} }}$	lm/m^2
Strahldichte Strahlungsdichte, Radianz, radiance	${\displaystyle L_{\mathrm {e} }}$	W/m^2sr	Strahlstärke durch effektive Senderfläche	Leuchtdichte luminance	${\displaystyle L_{\mathrm {v} }}$	cd/m^2
Strahlungs­energie Strahlungsmenge, radiant energy	${\displaystyle Q_{\mathrm {e} }}$	J (Joule)	durch Strahlung übertragene Energie	Lichtmenge luminous energy	${\displaystyle Q_{\mathrm {v} }}$	lm·s
Bestrahlung Einstrahlung, radiant exposure	${\displaystyle H_{\mathrm {e} }}$	J/m^2	Strahlungsenergie durch Empfänger­fläche	Belichtung luminous exposure	${\displaystyle H_{\mathrm {v} }}$	lx·s
Strahlungs­ausbeute radiant efficiency	${\displaystyle \eta _{\mathrm {e} }}$	1	Strahlungsfluss durch auf­ge­nom­mene (meist elek­trische) Leistung	Lichtausbeute (overall) luminous efficacy	${\displaystyle \eta _{\mathrm {v} }}$	lm/W

^a) Der Index „e“ dient zur Abgrenzung von den photo­metrischen Größen. Er kann weggelassen werden.

^b) Die photometrischen Größen sind die radiometrischen Größen, gewichtet mit dem photo­metrischen Strahlungs­äquivalent K, das die Empfindlich­keit des menschlichen Auges angibt.

Einzelnachweise

1. Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer: Optik: Wellen- und Teilchenoptik. In: Bergmann-Schaefer Lehrbuch der Experimentalphysik. Band 3. Walter de Gruyter, 2004, ISBN 3-11-017081-7, S. 637 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
2. electropedia, Internationales Elektrotechnisches Wörterbuch (IEV) der International Electrotechnical Commission: Einträge 731-01-23 (Bereich „Glasfaserkommunikation“) und 845-21-044 (Bereich „Beleuchtung“) haben die Übersetzung: radiant intensity = „Strahlstärke“
3. Robert Wichard Pohl: Einführung in die Optik. 8. Auflage. Springer, Heidelberg 1948, ISBN 978-3-662-01855-2, S. 321 ff. (Online: )
4. electropedia, Internationales Elektrotechnisches Wörterbuch (IEV) der International Electrotechnical Commission: Eintrag 705-02-04 (Bereich „Kommunikation durch Radiowellen“) hat die Übersetzung radiation intensity = „Strahlungsintensität (in eine gegebene Richtung)“; die deutsche Ausgabe des Wörterbuchs, herausgegeben von der Deutschen Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik, fügt die Fußnote hinzu: „In der Lichttechnik bevorzugt als Strahlstärke bezeichnet“.