Jasem Mutlaq

     mutlaqja@ku.edu

# Lichtstärke

Lichtstärke ist die Menge Energie, die von einem Stern pro Sekunde ausgesandt wird.

Alle Sterne senden Licht in einem weiten Bereich von Frequenzen im elektromagnetischen Bereich von niedrigenergetischen Radiowellen bis zu hochenergetischen Gammastrahlen. Ein Stern der vorwiegend im ultravioletten Bereich des Spektrums strahlt, produziert eine größere Menge an Energie als einer, der vorwiegend im infraroten Bereich strahlt. Deshalb ist die Lichtstärke eine Messung der ausgesandten Energie über alle Wellenlängen. Die Gleichung zwischen der Wellenlänge und der Energie wurde von Einstein als E = h * f bezeichnet, wobei f die Frequenz ist, h das Planck'sche Wirkungsquantum und E die Photonenenergie in Joule. Das bedeutet, das kürzere Wellenlängen (und daher höhere Frequenzen) höheren Energien entsprechen.

Zum Beispiel liegt eine Wellenlänge von lambda = 10 m in der Radio-Regian des elektromagnetischen Spektrums und hat eine Frequenz von f = c / lambda = 3 * 10^8 m/s / 10 = 30 MHz, wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist. Die Energie dieses Photons ist E = h * f = 6,624 * 10^-34 J s * 30 Mhz = 1,988 * 10^-26 Joule. Zum anderen hat sichtbares Licht viel kürzere Wellenlängen und höhere Frequenzen. Ein Photon, das eine Wellenlänge von lambda = 5 * 10^-17 m hat (ein grünes Photon) hat eine Energie von E = 3,975 * 10^-17 Joule, was eine Billion Mal größer als die Energie des Radiophotons ist. Genauso hat ein Photon des roten Lichts (Wellenlänge lambda = 700nm) weniger Energie als ein Photon des violetten Lichts (Wellenlänge lambda = 400 nm).

Die Lichtstärke hängt sowohl von der Temperatur als auch von der Oberfläche ab. Das macht Sinn, da ein brennendes Stück Holz mehr Energie aussendet als ein Streichholz, beide aber dieselbe Temperatur haben. Genauso sendet eine Eisenstange mehr Energie aus, wenn sie auf 2000 Grad erhitzt wurde als wenn sie nur auf 200 Grad erhitzt wurde.

Die Lichtstärke ist eine sehr fundamentale Menge in der Astronomie und der Astrophysik. Sehr viele Erkenntnisse über Himmelsobjekte werden über deren Licht gewonnen. Dies ist möglich, da physikalische Prozesse im Inneren über das Licht sozusagen aufgezeichnet und übertragen werden. Die Lichtstärke wird in Energieeinheiten pro Sekunde gemessen. Astronome benutzen lieber Ergs als Watt, wenn sie die Lichtstärke messen wollen.