fbpx
Wikipedia

Transmission (Physik)

Die Transmission (vonlateinischtrans „[hin-]durch“ undmittere „schicken“) ist in der Physik eine Größe für die Durchlässigkeit eines Mediums für Wellen, z. B. für Schallwellen oder elektromagnetische Wellen (Licht usw.).

Transmission, Reflexion und Absorption einer Welle durch ein Medium B

Trifft eine Welle, die sich im Medium A (z. B. Luft) bewegt, auf ein Medium B endlicher Dicke (z. B. eine Linse oder eine Wand), so wird sie je nach den Stoffeigenschaften des Hindernisses zum Teil an den Grenzflächen reflektiert und beim Durchqueren ganz oder teilweise absorbiert. Der verbleibende Rest wird durch das Medium B transmittiert und tritt an der gegenüberliegenden Seite des Mediums B wieder aus.

Die austretende Strahlung ist nur dann allein durch die eintretende Strahlung bestimmt, wenn das Hindernis nicht selbst strahlt. Jedes Hindernis strahlt jedoch entsprechend seiner Temperatur (Temperaturstrahlung). Daher ist die austretende Strahlung genau genommen mit der Strahlungstransportgleichung zu berechnen.

Inhaltsverzeichnis

Transmissionsgrad Τ(λ) eines 1 cm dicken Rubins im optischen Bereich.
Das schmale Absorptionsband bei 694 nm ist die Wellenlänge des Rubinlasers.

Der Transmissionsgrad τ {\displaystyle \tau } oder T, eine Materialeigenschaft, ist definiert als der Quotient zwischen der Wellen- oder Schallintensität I hinter und der Intensität I0 vor dem Hindernis:

T = τ = I I 0 . {\displaystyle T=\tau ={\frac {I}{I_{0}}}.}

Der Transmissionsgrad ist somit ein Maß für „durchgelassene“ Intensität und nimmt Werte zwischen 0 und 1 bzw. 100% an.

(Nicht mit dem Transmissionsgrad zu verwechseln ist der Transmissionsfaktor oder -koeffizient, der sich wie der Reflexionskoeffizient auf die Amplitude statt auf die Intensität bezieht, siehe fresnelsche Formeln.)

Der Transmissionsgrad hängt u. a. ab:

  • von der Dicke des Mediums
  • von der Wellenlänge λ {\displaystyle \lambda } und somit der Frequenz f {\displaystyle f} des Schalls oder der elektromagnetischen Welle bzw. der Farbe des Lichtes: τ = τ ( λ ) {\displaystyle \tau =\tau (\lambda )} bzw. τ = τ ( f ) , {\displaystyle \tau =\tau (f),} vgl. nebenstehende Abbildung
  • vom Einfallswinkel der Welle.

Mit

lässt sich folgende allgemeine Leistungsbilanz aufstellen:

ρ + δ + τ = 1 τ = 1 ( ρ + δ ) {\displaystyle {\begin{alignedat}{2}&&\rho +\delta +\tau &=1\\\Leftrightarrow &&\tau &=1-(\rho +\delta )\end{alignedat}}}

Akustik

In der Akustik beschreibt der Transmissionsgrad das Vermögen eines Bauteils oder eines Übergangs zwischen zwei schallführenden Bauteilen oder Medien, den Schall weiterzuleiten. Häufig wird hier aber als Gegenstück dazu das Schalldämmmaß R {\displaystyle R} angegeben:

R = 10 lg I 0 I d B = 10 lg 1 τ d B = 10 lg τ d B {\displaystyle R=10\lg {\frac {I_{0}}{I}}\;\mathrm {dB} =10\lg {\frac {1}{\tau }}\mathrm {dB} =-10\lg \tau \;\mathrm {dB} }

In der Raumakustik ist es egal, wie die Schallenergie in einem Raum verloren geht:

  • durch Umwandlung (Dissipation) in thermische Energie oder
  • durch Weiterleitung (Transmission) ins Freie bzw. in einen Nachbarraum.

Daher wird in der Akustik der Transmissionsgrad als Teil des Absorptionsgrads α {\displaystyle \alpha } angesetzt (Maß für die absorbierte Intensität):

α = δ + τ τ = α δ , {\displaystyle {\begin{aligned}\alpha &=\delta +\tau \\\Leftrightarrow \tau &=\alpha -\delta ,\end{aligned}}}

Daraus ergibt sich für den Schall insgesamt folgende Leistungsbilanz:

ρ + α = 1 {\displaystyle \rho +\alpha =1}

Optik

In der Optik beschreibt der Transmissionsgrad den Anteil des einfallenden Strahlungsflusses oder Lichtstroms, der ein transparentes Bauteil komplett durchdringt (vgl. Remission).

Bei elektromagnetischer Strahlung interessiert meist – anders als in der Akustik – die Gesamt-Emission ρ + τ {\displaystyle \rho +\tau } eines Körpers, weniger die Richtung. In diesem Fall ist der Absorptionsgrad ein Maß für die „verlorengegangene“ Intensität:

α = δ {\displaystyle \alpha =\delta }

Daher werden in der Optik meist Absorption und Transmission getrennt behandelt:

ρ + α + τ = 1 τ = 1 ( ρ + α ) , {\displaystyle {\begin{alignedat}{2}&&\rho +\alpha +\tau &=1\\\Leftrightarrow &&\tau &=1-(\rho +\alpha ),\end{alignedat}}}

Als weitere Maße für die Beschreibung der Transmission werden auch der Kehrwert des Transmissionsgrades, die Opazität, sowie deren logarithmische Formulierung, die Extinktion, verwendet.

Anwendungen:

  • die Durchlassgüte eines Glases,
  • in der optischen Messtechnik für eine Methode zur Messung von Staub- oder Gaskonzentrationen, siehe Transmissometer, Fotometer.
  • Heinrich Gobrecht (Hrsg.): Lehrbuch der Experimentalphysik. Band III Optik. Begründet von Ludwig Bergmann, Clemens Schäfer, 7. Auflage, Walter de Gruyter, 1978, ISBN 3-11-007457-5, Abschnitt II, 6 und S. 591–592.
  • F. K. Kneubühl: Repetitorium der Physik. 3. Auflage, B. G. Teubner, Stuttgart 1988, ISBN 3-519-23012-7, S. 290.
  • Wolfgang Beitz (Hrsg.): Taschenbuch für den Maschinenbau. Begründet von Heinrich Dubbel, 20. Auflage, Springer, 2001, ISBN 3-540-67777-1, S. W19.
  1. Eintrag zu transmittance. In: IUPAC Compendium of Chemical Terminology (the “Gold Book”). doi:10.1351/goldbook.T06484 Version: 2.1.5.

Transmission (Physik)
transmission, physik, verhältnis, durchgelassener, einfallender, strahlungsleistung, sprache, beobachten, bearbeiten, transmission, lateinisch, trans, durch, mittere, schicken, physik, eine, größe, für, durchlässigkeit, eines, mediums, für, wellen, für, schall. Transmission Physik Verhaltnis von durchgelassener zu einfallender Strahlungsleistung Sprache Beobachten Bearbeiten Die Transmission von lateinisch trans hin durch und mittere schicken ist in der Physik eine Grosse fur die Durchlassigkeit eines Mediums fur Wellen z B fur Schallwellen oder elektromagnetische Wellen Licht usw Transmission Reflexion und Absorption einer Welle durch ein Medium B Trifft eine Welle die sich im Medium A z B Luft bewegt auf ein Medium B endlicher Dicke z B eine Linse oder eine Wand so wird sie je nach den Stoffeigenschaften des Hindernisses zum Teil an den Grenzflachen reflektiert und beim Durchqueren ganz oder teilweise absorbiert Der verbleibende Rest wird durch das Medium B transmittiert und tritt an der gegenuberliegenden Seite des Mediums B wieder aus Die austretende Strahlung ist nur dann allein durch die eintretende Strahlung bestimmt wenn das Hindernis nicht selbst strahlt Jedes Hindernis strahlt jedoch entsprechend seiner Temperatur Temperaturstrahlung Daher ist die austretende Strahlung genau genommen mit der Strahlungstransportgleichung zu berechnen Inhaltsverzeichnis 1 Transmissionsgrad 1 1 Akustik 1 2 Optik 2 Literatur 3 EinzelnachweiseTransmissionsgrad Bearbeiten Transmissionsgrad T l eines 1 cm dicken Rubins im optischen Bereich Das schmale Absorptionsband bei 694 nm ist die Wellenlange des Rubinlasers Der Transmissionsgrad t displaystyle tau oder T eine Materialeigenschaft ist definiert als der Quotient zwischen der Wellen oder Schallintensitat I hinter und der Intensitat I0 vor dem Hindernis 1 T t I I 0 displaystyle T tau frac I I 0 Der Transmissionsgrad ist somit ein Mass fur durchgelassene Intensitat und nimmt Werte zwischen 0 und 1 bzw 100 an Nicht mit dem Transmissionsgrad zu verwechseln ist der Transmissionsfaktor oder koeffizient der sich wie der Reflexionskoeffizient auf die Amplitude statt auf die Intensitat bezieht siehe fresnelsche Formeln Der Transmissionsgrad hangt u a ab von der Dicke des Mediums von der Wellenlange l displaystyle lambda und somit der Frequenz f displaystyle f des Schalls oder der elektromagnetischen Welle bzw der Farbe des Lichtes t t l displaystyle tau tau lambda bzw t t f displaystyle tau tau f vgl nebenstehende Abbildung vom Einfallswinkel der Welle Mit dem Reflexionsgrad r displaystyle rho als Mass fur die reflektierte Intensitat dem Dissipationsgrad d displaystyle delta als Mass fur die dissipierte Intensitat lasst sich folgende allgemeine Leistungsbilanz aufstellen r d t 1 t 1 r d displaystyle begin alignedat 2 amp amp rho delta tau amp 1 Leftrightarrow amp amp tau amp 1 rho delta end alignedat Akustik Bearbeiten In der Akustik beschreibt der Transmissionsgrad das Vermogen eines Bauteils oder eines Ubergangs zwischen zwei schallfuhrenden Bauteilen oder Medien den Schall weiterzuleiten Haufig wird hier aber als Gegenstuck dazu das Schalldammmass R displaystyle R angegeben R 10 lg I 0 I d B 10 lg 1 t d B 10 lg t d B displaystyle R 10 lg frac I 0 I mathrm dB 10 lg frac 1 tau mathrm dB 10 lg tau mathrm dB In der Raumakustik ist es egal wie die Schallenergie in einem Raum verloren geht durch Umwandlung Dissipation in thermische Energie oder durch Weiterleitung Transmission ins Freie bzw in einen Nachbarraum Daher wird in der Akustik der Transmissionsgrad als Teil des Absorptionsgrads a displaystyle alpha angesetzt Mass fur die absorbierte Intensitat a d t t a d displaystyle begin aligned alpha amp delta tau Leftrightarrow tau amp alpha delta end aligned Daraus ergibt sich fur den Schall insgesamt folgende Leistungsbilanz r a 1 displaystyle rho alpha 1 Optik Bearbeiten In der Optik beschreibt der Transmissionsgrad den Anteil des einfallenden Strahlungsflusses oder Lichtstroms der ein transparentes Bauteil komplett durchdringt vgl Remission Bei elektromagnetischer Strahlung interessiert meist anders als in der Akustik die Gesamt Emission r t displaystyle rho tau eines Korpers weniger die Richtung In diesem Fall ist der Absorptionsgrad ein Mass fur die verlorengegangene Intensitat a d displaystyle alpha delta Daher werden in der Optik meist Absorption und Transmission getrennt behandelt r a t 1 t 1 r a displaystyle begin alignedat 2 amp amp rho alpha tau amp 1 Leftrightarrow amp amp tau amp 1 rho alpha end alignedat Als weitere Masse fur die Beschreibung der Transmission werden auch der Kehrwert des Transmissionsgrades die Opazitat sowie deren logarithmische Formulierung die Extinktion verwendet Anwendungen die Durchlassgute eines Glases in der optischen Messtechnik fur eine Methode zur Messung von Staub oder Gaskonzentrationen siehe Transmissometer Fotometer Literatur BearbeitenHeinrich Gobrecht Hrsg Lehrbuch der Experimentalphysik Band III Optik Begrundet von Ludwig Bergmann Clemens Schafer 7 Auflage Walter de Gruyter 1978 ISBN 3 11 007457 5 Abschnitt II 6 und S 591 592 F K Kneubuhl Repetitorium der Physik 3 Auflage B G Teubner Stuttgart 1988 ISBN 3 519 23012 7 S 290 Wolfgang Beitz Hrsg Taschenbuch fur den Maschinenbau Begrundet von Heinrich Dubbel 20 Auflage Springer 2001 ISBN 3 540 67777 1 S W19 Einzelnachweise Bearbeiten Eintrag zu transmittance In IUPAC Compendium of Chemical Terminology the Gold Book doi 10 1351 goldbook T06484 Version 2 1 5 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Transmission Physik amp oldid 213893988, wikipedia, wiki, deutsches

deutschland

buch, bücher, bibliothek

artikel

lesen, herunterladen

kostenlos

kostenloser herunterladen, MP3, Video, MP4, 3GP, JPG, JPEG, GIF, PNG, Bild, Musik, Lied, Film, Buch, Spiel, Spiele