Lehrver­anstaltung

SRF - Strahlung, Radiometrie, Fotometrie

PDF Lehrveranstaltungsverzeichnis English Version: SRF

Version: 1 | Letzte Änderung: 06.10.2019 13:46 | Entwurf: 0 | Status: vom verantwortlichen Dozent freigegeben

Langname Strahlung, Radiometrie, Fotometrie
Anerkennende LModule SRF_BaET, SRF_BaOPT
Verantwortlich
Prof. Dr. Michael Gartz
Professor Fakultät IME
Niveau Bachelor
Semester im Jahr Sommersemester
Dauer Semester
Stunden im Selbststudium 78
ECTS 5
Dozenten
Prof. Dr. Michael Gartz
Professor Fakultät IME
Voraussetzungen Differentialrechnung
Integralrechnung
Trigonometrie
elementare Geometrie
Unterrichtssprache deutsch
separate Abschlussprüfung Ja
Literatur
Pedrotti, Pedrotti, Bausch, Schmidt: Optik für Ingenieure. Grundlagen (Springer)
Hecht: Optik (Oldenbourg)
Bergmann, Schaefer, Bd.3, Optik, de Gruyter
Schröder, Technische Optik, Vogel Verlag
Naumann, Schröder, Bauelemente der Optik, Hanser Verlag
Abschlussprüfung
Details
Klausuren mit differenzierten Aufgabentypen der Taxonomiestufen Verstehen, Anwenden, Analysieren und Synthetisieren.
D.h., in den Aufgaben müssen die Begriffe, wie die Radiometrischen- und die Fotometrischen Grundgrößen, der Begriff des Raumwinkels, verstanden und angewendet werden.
Die optischen Zusammenhänge, wie z.B. das Strahlungsübertragungsgesetz, müssen zur Lösung von zu analysierenden optischen Fragestellungen verstanden und angewendet werden.
Verstandenen und erinnerten Formeln und Prinzipien müssen zur Lösung neuer Aufgabentypen umgestellt und kombiniert (synthetisiert) werden.
Mindeststandard
50 % der Klausuraufgaben der verschiedenen Taxonomiestufen korrekt bearbeitet
Prüfungstyp
Klausuren mit differenzierten Aufgabentypen der Taxonomiestufen Verstehen, Anwenden, Analysieren und Synthetisieren.
D.h., in den Aufgaben müssen die Begriffe, wie die Radiometrischen- und die Fotometrischen Grundgrößen, der Begriff des Raumwinkels, verstanden und angewendet werden.
Die optischen Zusammenhänge, wie z.B. das Strahlungsübertragungsgesetz, müssen zur Lösung von zu analysierenden optischen Fragestellungen verstanden und angewendet werden.
Verstandenen und erinnerten Formeln und Prinzipien müssen zur Lösung neuer Aufgabentypen umgestellt und kombiniert (synthetisiert) werden.

Lernziele
Kenntnisse
Grundbegriffe der Radiometrie und Fotometrie
Spektrum der elektromagnetischen Strahlung
Farbe
Farbtemperatur
Radiometrische Grundgrößen
Differentieller Raumwinkel
Strahlungsenergie
Strahlungsfluss
Strahlstärke
Spezifische Ausstrahlung
Strahldichte
Bestrahlungsstärke
Bestrahlung
Fotometriesche Grundgrößen
Lichtmenge
Lichtsstrom
Lichtstärke
Leuchtdichte
Beleuchtungsstärke
Belichtung
Lambertscher Strahler
Grundgesetz der Strahlungsübertragung
Materialkennzahlen zur Beschreibung der Wechselwirkung Strahlung mit Materie
Spektraler Reflexionsgrad
Spektraler Transmissionsgrad
Spektraler Absorptionsgrad
Spektraler Emissionsgrad
Thermisches Gleichgewicht
Stationarität
Strahlungsgesetze des schwarzen Hohlraumstrahlers
Plancksches Strahlungsgesetz
Rayleigh-Jeans-Gesetz
Ultraviolett Katastrophe
Wiensches Strahlungsgesetz
Wiensches Verschiebungsgesetz
Stefan Boltzmann Gesetz
Kirschhoffsches Gesetz
Streuung
Rayleigh Streuung
Mie Streuung
Strahlungsdetektoren
Photodiode
Spektrometer
Bolometer
Sonderdetektoren
Eigenschaften spezieller Elemente und optischer Systeme
Strahlungsquellen
Schwarze Strahler
Grauer Strahler
Lumineszenzstrahler
Sonderstrahlungsquellen: Synchrotron, Plasmaquelle
etc.
Selektiver Strahler
Pyrometrie
optischer Aufbau
Funktionsweise
Korrektur der Umgebungstemperatur
Lichtquellen
Halogenlampe
Gasentladungslampe
Leuchtdioden
Fertigkeiten
Berechnen von
Umrechung von spektraler Energiedichte in spektraler
Strahldichte
Umrechnung von Frequenz bezogener spektraler
Strahldichte in Wellenlänge bezogene Strahldichte
spezifischen Ausstrahlung aus spektralen Strahldichte
Umrechnung zwischen Radiometrischen Größen und
Fotometrische Größen
Strahlungsausbeute
Wellenlänge aus Bandlücke bei Leuchtdioden
Charakterisieren von
Zeitverhalten thermischer Strahler
Zeitverhalten Lumineszenzstrahler
Beurteilen und bewerten von
thermischen Strahlern
Lumineszenzstrahlern
Entladungsstrahlungsquellen
Aufwand Präsenzlehre
Typ Präsenzzeit (h/Wo.)
Vorlesung 2
Übungen (ganzer Kurs) 1
Übungen (geteilter Kurs) 0
Tutorium (freiwillig) 0
Besondere Literatur
keine/none
Besondere Voraussetzungen
keine
Begleitmaterial
Vortragsfolien zur Vorlesung als pdf-Files
Übungsaufgaben als downloadbare Datei
Separate Prüfung
keine

Lernziele
Fertigkeiten
optische Aufbauten justieren
Messreihen aufnehmen und dokumentieren
Diagramme erstellen
Ergebnisse auf Plausibilität überprüfen
Zusammenhänge erkennen und verstehen
Fehlerrechnung
grundlegende optische Aufbauten selber realisieren
aufbauen
justieren und eine
Funktionsprüfung durchführen
naturwissenschaftlich / technische Gesetzmäßigkeiten mit einem optischen Aufbau erforschen
Messreihen planen
Fehlereinflüsse abschätzen
Tauglichkeit des Aufbaus überprüfen
selbst gewonnenen Messreihen auswerten
Messwerte graphisch darstellen
Implizite Größen aus Messwerten math. korrekt berechnen
logische Fehler entdecken und bennen
Messwerte mittels vorgegebener Formeln simulieren
einen nachvollziehbaren Bericht verfassen
Aufgabenstellung beschreiben
Lösungsansatz darlegen
Ergebnisse übersichtlich aufbereitet darstellen
Ergebnisse technisch wissenschaftliche diskutieren
Komplexe technische Aufgaben im Team bearbeiten
Organisieren in Teilaufgaben
Messergebnisse diskutieren
Aufwand Präsenzlehre
Typ Präsenzzeit (h/Wo.)
Praktikum 1
Tutorium (freiwillig) 0
Besondere Literatur
keine/none
Besondere Voraussetzungen
keine
Begleitmaterial
Schriftliche Anleitungen zu den Versuchen als pdf-Dokumente
Separate Prüfung
keine

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