mess:effektive_bestrahlungsstaerke
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- | ====== Effektive Bestrahlungsstärken ====== | ||
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- | Die Messung mit einem [[Spektrometer]] liefert eine lange Tabelle mit hunderten oder tausenden Zahlenwerten, | ||
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- | Aus der spektralen Messung erhält man die spektrale Bestrahlungsstärke $E_\lambda(\lambda)$ z.B. in der Einheit µW/ | ||
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- | Das resultierende Produktspektrum $E_\lambda(\lambda)\cdot W(\lambda)$ wird dann aufintegriert, | ||
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- | Manche effektive Bestrahlungsstärken werden anschließend noch mit einem Faktor multipliziert oder durch einen Divisor dividiert. So wird aus der effektiven Bestrahlungsstärke für Erythembildung, | ||
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- | Es lohnt sich für das Verständnis und um ein Gefühl zu erhalten, diese Rechnung für verschiedene Lichtspektren und Wirkspektren selbst durchzuführen. Das " | ||
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- | ===== Beispiele ===== | ||
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- | ==== Effektive Bestrahlungsstärke (Berechnung von Lux) des Sonnenlichts ==== | ||
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- | Um die Beleuchtungsstärke zu berechnen benötigt man als Wirkspektrum die Hellempfindlichkeitsfunktion des menschlichen Auges. Die Kurve hat ihr Maximum bei 555 nm Wellenlänge und fällt bis 400 nm und 700 nm Wellenlänge auf 0 ab. | ||
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- | Das Sonnenspektrum $E_\lambda(\lambda)$ wird an jeder Wellenlänge mit dem Wirkspektrum $W(\lambda)$ multipliziert. Da $W(\lambda=400\, | ||
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- | Die effektive Bestrahlungsstärke ist das Integral $\int \mathrm{d} E_\lambda(\lambda) \cdot W(\lambda)$. Anschaulich ist das Integral die Fläche unter der Kurve $E_\lambda(\lambda)\cdot W\lambda)$. Man kann das Integral zur Kontrolle im Kopf nachrechnen: | ||
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- | Die 17'000 µW/cm² werden anschließend durch Multiplikation mit 6.83 lx(µW/ | ||
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- | ==== Solarmeter 6.2 Messwert zweier Leuchtstofflampen ==== | ||
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- | Das Solarmeter 6.2 $W(\lambda)$ hat eine maximale Empfindlichkeit bei einer Wellenlänge von 280 nm. Die beiden Spektren der UV-Lampen $E_\lambda(\lambda)$ haben ihre Maximum bei 340 nm und 313 nm Wellenlänge. Das Produktspektrum $E_\lambda(\lambda)\cdot W(\lambda)$ hat den höchsten Wert bei 310 nm. Die Wellenlänge, | ||
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- | Da die beiden Lampen eine hohe spektrale Bestrahlungsstärke im Wellenlängenbereich zwischen 310 nm und 320 nm haben und das Wirkspektrum des UVB-Radiometers hier noch nicht auf Null abgefallen ist, ist es dieser Wellenlängenbereich der am stärksten zur effektiven Bestrahlungsstärke beiträgt. Allein aus dem Wirkspektrum des UVB-Radiometers wird das nicht sichtbar. | ||
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- | Obwohl es sich um ein UVB-Radiometer handelt, trägt auch der Bereich mit Wellenlängen größer als 320 nm zur effektiven Bestrahlungsstärke bei, die nicht zum UVB-Bereich gehören. | ||
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- | In diesem Beispiel sind die effektiven Bestrahlungsstärken 96 µW/cm² und 395 µW/cm², auch diese Zahlen lassen sich im Kopf mit der Dreiecksformel nachrechnen. Um den Messwert des Solarmeter 6.2 zu erhalten muss man diese Zahl noch mit einem Kalibrationsfaktor multiplizieren. Er wird hier ungefähr bei 1,53 liegen, d.h. für die beiden Lampen würde man Messwerte von ungefähr 147 µW/cm² und 604 µW/cm² erwarten. | ||
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- | ==== Solarmeter 6.5 Messwert zweier Leuchtstofflampen ==== | ||
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- | Aus das Wirkspektrum des Solarmeter 6.5 $W(\lambda)$ hat eine maximale Empfindlichkeit bei einer Wellenlänge von 280 nm, fällt aber bereits bei einer Wellenlänge von 320 nm auf fast Null ab. Zusammen mit den beiden Lampenspektren trägt hier die Strahlung bei 300 nm bzw. 310 nm maximal zur effektiven Bestrahlungsstärke bei. | ||
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- | In diesem Beispiel sind die effektiven Bestrahlungsstärken 13 µW/cm² und 206 µW/cm², auch diese Zahlen lassen sich im Kopf mit der Dreiecksformel nachrechnen. Um den Messwert des Solarmeter 6.5 zu erhalten muss man diese Zahl noch mit einem Kalibrationsfaktor multiplizieren. Er wird hier ungefähr bei $\frac{0.32\mathrm{UVI}}{\mathrm{µW/ | ||
- | ====== Literatur ====== | ||
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mess/effektive_bestrahlungsstaerke.1550936072.txt.gz · Last modified: 2019/02/23 16:34 by 127.0.0.1