Lehrveranstaltungshandbuch Radiometrie Fotometrie Strahlungsphysik

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Verantwortlich: Prof. Dr. Michael Gartz

Lehrveranstaltung

Befriedigt Modul (MID)

• aktuelle
  • Ba ET2012 RFS

Organisation

Version erstellt 2012-01-05 VID 1 gültig ab WS 2012/13 gültig bis

Bezeichnung Lang Radiometrie Fotometrie Strahlungsphysik LVID F07_RFS LVPID (Prüfungsnummer)

Semesterplan (SWS) Vorlesung 2 Übung (ganzer Kurs) 1 Übung (geteilter Kurs) Praktikum 1 Projekt Seminar Tutorium (freiwillig)

Präsenzzeiten Vorlesung 30 Übung (ganzer Kurs) 15 Übung (geteilter Kurs) Praktikum 15 Projekt Seminar Tutorium (freiwillig)

max. Teilnehmerzahl Übung (ganzer Kurs) Übung (geteilter Kurs) Praktikum 15 Projekt Seminar

Gesamtaufwand: 150

Unterrichtssprache

• Deutsch

Niveau

• Bachelor

Notwendige Voraussetzungen

• Differentialrechnung
• Integralrechnung
• Trigonometrie
• elementare Geometrie
• Geometrische Optik

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

Dozenten

• Prof. Dr. Michael Gartz

Wissenschaftliche Mitarbeiter

• Anton Kraus

Zeugnistext

Radiometrie, Fotometrie, Strahlungsphysik

Kompetenznachweis

Form
sK	Klausur

Aufwand [h]
sK	10

Intervall: 3/Jahr

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Lehrveranstaltungselemente

Vorlesung / Übung

Lernziele

Lerninhalte (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
    • Sonderlichtquellen: 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 Radiometrischen Größen <-> Fotometrische Größen
  • Strahlungsausbeute
  • Wellenlänge aus Bandlücke bei Leuchtdioden
• Charakterisieren von
  • Zeitverhalten thermischer Strahler
  • Zeitverhalten Lumineszenzstrahler
• Beurteilen von
  • thermischen Strahlern
  • Lumineszenzstrahlern
  • Entladungsstrahlungsquellen

Begleitmaterial

• elektronisches Skript
• gedrucktes Skript

Besondere Voraussetzungen

• keine

Besondere Literatur

• keine

Besonderer Kompetenznachweis

• keiner

Praktikum

Lernziele

Fertigkeiten

• optische Aufbauten justieren
• Messreihen aufnehmen und dokumentieren
• Diagramme erstellen
• Ergebnisse auf Plausibilität überprüfen
• Zusammenhänge erkennen und verstehen
• Fehlerrechnung

Handlungskompetenz demonstrieren

• grundlegende optische Aufbauten selber realisieren
  • aufbauen
  • justieren
  • 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
  • gegenseitig sinnvoll ergänzen

Begleitmaterial

• Schriftliche Anleitungen zu den Versuchen

Besondere Voraussetzungen

• keine

Besondere Literatur

• (siehe allgemeine Literaturangabe der LV)

Besonderer Kompetenznachweis

Form
bPA	Praktkumsversuche, möglichst Teamarbeit
sSB	schriftlicher Ergebnisbericht

Beitrag zum LV-Ergebnis
bPA	Testat oder benotet, 0...30%

Intervall: 1/Jahr