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Groups > de.sci.physik > #136947

Re: Helligkeit/Intensität von Licht

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Stephan Gerlach wrote:
> 
> Carla Schneider schrieb:
> > Stephan Gerlach wrote:
> >> Faßt man Licht als elektromagnetische Welle auf, dann führt nach meinem
> >> Verständnis die Amplitude von E- bzw. B-Feld zur Energie einer Welle und
> >> folglich zur Intensität, welche wiederum (im sichtbaren Spektralbereich
> >> & bei konstant angenommener Frequenz) direkt mit der Helligkeit
> >> verknüpft ist.
> >>
> >> Wenn man Licht als Teilchen, d.h. Photonen bzw. Quanten, auffaßt, gibt
> >> es zusätzlich eine erfaßbare Größe "Anzahl der Photonen".
> >>
> >> Frage: Wie läßt sich die Anzahl der Photonen (anschaulich)
> >> interpretieren? Im Prinzip führen mehr Photonen ja direkt proportional
> >> zu mehr (Licht-)energie und damit aber, wenn man das Auftreffen der
> >> Photonen auf eine bestimmte Fläche und Zeit bezieht, ebenfalls zur
> >> Intensität.
> >
> > Allerdings koennen Photonen unterschiedliche Energie haben,
> > je nach Wellenlaenge,  damit ist die Zahl der Photonen nur dann ein
> > Mass fuer die Lichtenergie wenn die Wellenlaengenverteilung
> > fuer die Photonen bekannt ist.
> > Im einfachsten Fall hat man Monochromatisches Licht, z.B. von
> > einem Laser, dann ist die Photonenzahl ein gutes Mass fuer die Lichtenergie.
>  >
> > Ein Joule blaues Licht hat nur etwa halb so viele Photonen wie
> > ein Joule rotes Licht.
> 
> Ja, das ist mir schon klar.
> 
> Ich hätte dazuschreiben sollen, daß ich (zur Vereinfachung bwz. um sich
> aufs wesentliche Detail zu konzentrieren) Licht mit nur einer
> Wellenlänge bzw. Frequenz voraussetzen möchte.

Dann bedeutet doppelt so viele Photonen auch doppelt soviel Energie.

> 
> >> Sind
> >> - Amplitude von elektrischem bzw. magnetischem Feld
> >
> > Die Amplitude ist kein Mass fuer die Leistung sondern vielmehr
> > das Quadrat der Feldstaerke gibt die momentane Leistungsdichte
> > an diesem Punkt.
> 
> Ja, das war etwas ungenau ausgedrückt. Ich hatte das Quadrat
> "unterschlagen".
> 
> Allerdings hängt die Leistung (und damit auch Leistungsdichte und
> Energie) tatsächlich monoton steigend von der Amplitude ab im Sinne:
> "Je größer (der Betrag der) Amplitude, desto größer ist die Intensität
> und damit (bei gleicher Fläche, auf der das Licht trifft) die Leistung
> und (wenn man ein gegebenes Zeitintervall voraussetzt) auch die Energie
> des Lichts".
> 
> >> - Anzahl der Photonen
> > pro Zeiteinheit und Flaeche.
> 
> Ja. Wenn ich pro Zeiteinheit und Fläche betrachte, ist es die
> Intensität; wenn den Flächenbezug weglasse, die Leistung; wenn ich auch
> noch den Zeitbezug weglasse, die Energie.
> 
> >> zwei verschiedene Konzepte, um die Helligkeit und (im sichtbaren
> >> Bereich) Intensität von Licht ("wieviel Strahlung fällt auf eine
> >> bestimmte Fläche") zu beschreiben?
> >
> > Fuer die Helligkeit wird das ganze auch noch mit der Empfindlichkeitskurve des Auges gefaltet.
> 
> Wahrscheinlich ist es in dem Fall besser von Intensität zu sprechen, um
> den (biologischen) Aspekt des Auges aus der Betrachtung herauszunehmen.
> 
> Allerdings gehe ich schon mal davon aus, daß mehr Intensität zu mehr
> Helligkeit führt?!

Wenn das Spektrum gleich bleibt, ja.

> 
> >> Die Frage klingt banal, und die Antwort ist es vermutlich auch, aber ich
> >> wollte mich nur vergewissern.
> > Banal ist das nicht, sondern kompliziert.
> 
> Die Frage ist letztenendes "wie mache ich monochromatisches Licht
> heller", bei gegebener Fläche, auf die das Licht auftrifft:
> 
> - Ich lasse mehr Photonen in der gleichen Zeit auf die Fläche treffen
> - Ich erhöhe die (Amplitude des) E-/B-Feldes der zugrundeliegenden
> elektromagnetischen Welle.

Das sind zwei Beschreibungen des gleichen Vorgangs.
Ich habe hier mal die Frage gestellt wie man aus den Feldern eines Wellenpaketes
die Photonenzahl berechnen kann. Das geht allerdings gar nicht, da fuer exakt definierte
Felder die Photonenzahl unbestimmt ist, so wie fuer exakt definierte Photonenzahl 
die Feldstaerken unbestimmt sind. Man muesste allerdings Mittelwerte berechnen koennen.
Meine Vermutung war dass das Wirkungintegral ueber das Wellenpaket ein
Mass fuer die mittlere Photonenzahl sein koennte.
Die Photonenzahl waer auf jedenfall invariant gegenueber Lorentztransformationen.

> 
> Es geht mir dabei nicht um die praktische technische Umsetzung; die
> Frage ist eher theoretischer Natur.
> 
> Meines Erachtens führt beides(?) zu mehr Leistung bzw. Intensität.

Auf jeden Fall.

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Helligkeit/Intensität von Licht Stephan Gerlach <mam99hes@studserv.uni-leipzig.de> - 2021-01-18 22:48 +0100
  Re: Helligkeit/Intensität von Licht Torn Rumero DeBrak <nobody@invalid.invalid> - 2021-01-19 00:02 +0100
    Re: Helligkeit/Intensität von Licht Kurt <kurt.bindl@t-online.de> - 2021-01-19 00:21 +0100
      Re: Helligkeit/Intensität von Licht Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2021-01-23 11:54 +0100
    Re: Helligkeit/Intensität von Licht Stephan Gerlach <mam99hes@studserv.uni-leipzig.de> - 2021-01-19 00:38 +0100
    Re: Helligkeit/Intensität von Licht Hermann Riemann <nospam.ng@hermann-riemann.de> - 2021-01-19 06:42 +0100
      Re: Helligkeit/Intensität von Licht Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2021-01-23 07:24 +0100
        Re: Helligkeit/Intensität von Licht Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2021-01-23 16:44 +0100
  Re: Helligkeit/Intensität von Licht Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> - 2021-01-19 01:23 +0100
    Re: Helligkeit/Intensität von Licht Stephan Gerlach <mam99hes@studserv.uni-leipzig.de> - 2021-01-19 20:52 +0100
      Re: Helligkeit/Intensität von Licht Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> - 2021-01-20 11:05 +0100
        Re: Helligkeit/Intensität von Licht Stephan Gerlach <mam99hes@studserv.uni-leipzig.de> - 2021-01-27 00:41 +0100
      Re: Helligkeit/Intensität von Licht Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2021-01-23 06:25 +0100
        Re: Helligkeit/Intensität von Licht Stephan Gerlach <mam99hes@studserv.uni-leipzig.de> - 2021-01-27 00:30 +0100
          Re: Helligkeit/Intensität von Licht Kurt <kurt.bindl@t-online.de> - 2021-01-27 09:19 +0100
            Re: Helligkeit/Intensität von Licht Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2021-01-30 00:18 +0100
              Re: Helligkeit/Intensität von Licht Sebastin Wolf <invaild@invaild.net> - 2021-01-30 03:24 +0100
          Re: Helligkeit/Intensität von Licht Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2021-01-29 20:13 +0100
          Re: Helligkeit/Intensität von Licht Volker Meyer <Volker.Meyer13@web.de> - 2021-02-14 13:31 -0800
          Re: Helligkeit/Intensität von Licht Volker Meyer <Volker.Meyer13@web.de> - 2021-02-14 13:48 -0800
  Re: Helligkeit/Intensität von Licht Hermann Riemann <nospam.ng@hermann-riemann.de> - 2021-01-19 06:49 +0100
    Re: Helligkeit/Intensität von Licht Stephan Gerlach <mam99hes@studserv.uni-leipzig.de> - 2021-01-19 20:56 +0100
    Re: Helligkeit/Intensität von Licht Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2021-01-23 07:06 +0100
  Re: Helligkeit/Intensität von Licht Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2021-01-23 11:53 +0100
    Re: Helligkeit/Intensität von Licht Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2021-04-29 12:49 +0200
      Re: Helligkeit/Intensität von Licht Sebastin Wolf <invaild@invaild.net> - 2021-04-29 21:40 +0200
  Re: Helligkeit/Intensität von Licht AndreK <akls@gmx.de> - 2021-02-10 12:09 +0100

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