Heim

Strahlung

Der Begriff Strahlung bezeichnet in der Physik die Ausbreitung von Teilchen oder Wellen. Im ersten Fall spricht man von Korpuskularstrahlung oder Teilchenstrahlung, im zweiten von Wellenstrahlung.

Die Unterscheidung zwischen Teilchen und Wellen ist historisch und hat als angenäherte, anschauliche Aussage nach wie vor Bedeutung. Jedoch hat nach heutiger Kenntnis jede Strahlung sowohl Teilchen- als auch Welleneigenschaften (siehe unten).

Inhaltsverzeichnis

Begriffsklärung

Trotz des allgemeinen Begriffs Wellenausbreitung werden im allgemeinen mechanische Wellen – wie etwa der Schall – nicht als Strahlung bezeichnet, obwohl sich die Gesetzmäßigkeiten ähneln.

Strahlen, die Mehrzahlform von Strahl, wird manchmal gleichbedeutend mit dem Begriff Strahlung verwendet, auch in Zusammensetzungen wie etwa „Alphastrahlen“ oder „Röntgenstrahlen“. Eine Einzahl wie etwa „Röntgenstrahl“ bezeichnet dagegen fast immer ein Strahlenbündel. „Lichtstrahl“ kann allerdings beides, den idealisierten linienförmigen Strahl (siehe Geometrische Optik) oder ein Strahlenbündel, bedeuten.

Die Mehrdeutigkeit des deutschen Wortes Strahl zeigt sich darin, dass in anderen Sprachen jeweils mehrere verschiedene Ausdrücke dafür existieren, im Englischen z. B. ray für den idealisierten Strahl, beam für das Strahlenbündel, jet für den Materiestrahl.

Grundlagen

Strahlung hat eine Richtung und transportiert immer Energie und Impuls. Wenn die Strahlungsteilchen Masse, Ladung oder andere Eigenschaften besitzen, werden auch diese transportiert. Allerdings können z. B. zwei Körper von gleicher Temperatur einander gleich viel Energie pro Zeiteinheit zustrahlen, so dass "netto" kein Transport stattfindet (Strahlungsgleichgewicht).

Trifft die Strahlung auf ein Hindernis, wird sie entweder absorbiert (umgewandelt), unbeeinflusst transmittiert (hindurchgelassen), gestreut oder reflektiert (zurückgeworfen) – man spricht auch von Remission.

Die historische Debatte, ob Lichtstrahlen aus Teilchen oder Wellen bestehen, wurde in der Quantentheorie damit beantwortet, dass ein Lichtstrahl aus Photonen besteht, deren Aufenthaltsort im Rahmen der Quantenmechanik durch eine Wahrscheinlichkeitswelle beschrieben wird. Diese Wahrscheinlichkeitswellen können miteinander interferieren (siehe Doppelspaltversuch). Louis de Broglie hat in seiner Theorie der Materiewellen gezeigt, dass jedem Teilchen eine Wellenlänge zugeordnet werden kann. Dies erklärt, warum zum Beispiel ein Elektronenstrahl auch Interferenzphänomene zeigt. (Siehe auch Welle-Teilchen-Dualismus.)

Man spricht im Falle von sich strahlenartig ausbreitender Materie eher von einem Teilchen- oder Materie-Fluss. Im menschlichen Umfeld (Längen 1 cm – 1 m) verhalten sich Wellen (auch Materiewellen) mit Wellenlängen oberhalb von ca. 1 m ähnlich wie reine Wellen, weshalb hier gerne der Begriff „Welle“ verwendet wird. Der Anhang „-strahlung“ wird bei kürzeren Wellenlängen angetroffen.

Arten von Strahlen nach Energie oder Teilchenart

Arten von Strahlen nach Entstehung oder Wirkung

Verwandte Themen