Transmission (Physik)

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Die Transmission (von lat. trans „(hin)durch“ und mittere „schicken“) ist in der Physik eine Größe für die Durchlässigkeit eines Mediums für Wellen wie zum Beispiel Schallwellen oder elektromagnetische Wellen (Licht usw.).

Transmission, Reflexion und Absorption einer Welle durch ein Medium B
Transmissionsgrad Τ(λ) von Rubin im optischen Bereich.
Das schmale Absorptionsband bei 694 nm ist die Wellenlänge des Rubinlasers.

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. Aber jedes Hindernis strahlt entsprechend seiner Temperatur. Wenn das Hindernis selbst strahlt ist die austretende Strahlung mit der Strahlungstransportgleichung zu berechnen.

Transmissionsgrad[Bearbeiten]

Der Transmissionsgrad \tau oder T ist definiert als der Quotient zwischen der Wellen- oder Schallintensität I hinter und der Intensität I0 vor dem Hindernis:[1]

T = \tau = \frac{I}{I_0}.

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

Mit dem Reflexionsgrad ρ als Maß für die reflektierte Intensität, dem Absorptionsgrad α als Maß für die absorbierte Intensität oder dem Dissipationsgrad δ als Maß für die dissipierte, also vom Material abgeleitete, Intensität kann folgende Leistungsbilanz aufgestellt werden:

\rho + \alpha + \tau = 1 bzw.
\rho + \delta + \tau = 1.

Der Transmissionsgrad ist u.a. abhängig von der Wellenlänge \lambda und somit der Frequenz f des Schalls oder der elektromagnetischen Welle bzw. der Farbe des Lichtes sowie vom Einfallswinkel der Welle:

\tau = \tau(\lambda) bzw.
\tau = \tau(f),

vgl. nebenstehende Abbildung des Transmissionsgrades von Rubin.

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.

Akustik[Bearbeiten]

In der Akustik beschreibt der Transmissionsgrad das Vermögen eines Bauteils oder eines Übergangs zwischen zwei schallführenden Bauteilen oder Medien, den Schall zu dämmen. Häufig wird dazu das Schalldämmmaß

R = 10 \lg \frac{I_0}{I}\;\mathrm{dB} = 10 \lg \frac{1}{\tau} \mathrm{dB} = -10 \lg \tau\;\mathrm{dB}

angegeben.

Optik[Bearbeiten]

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

Als weitere Maße für die Beschreibung derselben Materialeigenschaft 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 Transmissiometer, Fotometer

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1.  Eintrag: transmittance. In: IUPAC Compendium of Chemical Terminology (the “Gold Book”). doi:10.1351/goldbook.T06484 (Version: 2.1.5).