Quelltext der Seite Transmission (Physik)

Die '''Transmission''' (von {{laS|trans}} „[hin-]durch“ und {{lang|la|''mittere''}} „schicken“) ist in der [[Physik]] eine Größe für die Durchlässigkeit eines [[Ausbreitungsmedium|Mediums]] für [[Welle]]n, z.&nbsp;B. für [[Schallwelle]]n oder [[elektromagnetische Welle]]n (Licht usw.).
[[Datei:Transmission.svg|mini|rechts|Transmission, Reflexion und Absorption einer Welle durch ein Medium B]]

Trifft eine Welle, die sich im Medium&nbsp;''A'' (z.&nbsp;B. Luft) bewegt, auf ein Medium&nbsp;''B'' endlicher Dicke (z.&nbsp;B. eine [[Linse (Optik)|Linse]] oder eine Wand), so wird sie je nach den [[Stoffeigenschaften]] des Hindernisses zum Teil an den [[Grenzfläche]]n [[Reflexion (Physik)|reflektiert]] und beim Durchqueren ganz oder teilweise [[Absorption (Physik)|absorbiert]]. Der verbleibende Rest wird durch das Medium ''B'' transmittiert und tritt an der gegenüberliegenden Seite des Mediums&nbsp;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 [[Strahlungstransport]]gleichung zu berechnen.

== Transmissionsgrad ==
[[Datei:Ruby transmittance.svg|mini|Transmissionsgrad&nbsp;Τ(λ) eines 1&nbsp;cm dicken [[Rubin]]s im optischen Bereich.<br />Das schmale Absorptionsband bei 694&nbsp;nm ist die Wellenlänge des [[Rubinlaser]]s.]]
Der Transmissionsgrad <math>\tau</math> oder&nbsp;''T'', eine [[Materialeigenschaft]], ist definiert als der Quotient zwischen der [[Intensität (Physik)|Wellen-]] oder [[Schallintensität]]&nbsp;''I'' hinter und der Intensität&nbsp;''I''<sub>0</sub> vor dem Hindernis:<ref>{{Gold Book|transmittance|T06484|Version=2.1.5}}</ref>

:<math>T = \tau = \frac{I}{I_0}.</math>

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

(Nicht mit dem Transmissions''grad'' zu verwechseln ist der '''Transmissionsfaktor''' oder '''-koeffizient''', der sich wie der [[Reflexionsfaktor|Reflexionskoeffizient]] auf die [[Amplitude]] statt auf die Intensität bezieht, siehe [[fresnelsche Formeln]].)

Der Transmissionsgrad hängt u.&nbsp;a. ab:
* von der Dicke des Mediums
* von der [[Wellenlänge]] <math>\lambda</math> und somit der [[Frequenz]] <math>f</math> des Schalls oder der elektromagnetischen Welle bzw. der [[Farbe]] des Lichtes: <math>\tau = \tau(\lambda)</math> bzw. <math>\tau = \tau(f),</math> vgl. nebenstehende Abbildung
* vom [[Einfallswinkel]] der Welle.

Mit
* dem [[Reflexionsgrad]] <math>\rho</math> als Maß für die reflektierte Intensität
* dem [[Dissipationsgrad]] <math>\delta</math> als Maß für die [[Dissipation|dissipierte]] Intensität
lässt sich folgende allgemeine Leistungsbilanz aufstellen:

<math>\begin{alignat}{2}
                  && \rho + \delta + \tau &= 1\\
\Leftrightarrow\; &&                 \tau &= 1 - (\rho + \delta)

\end{alignat}</math>

=== 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]] <math>R</math> angegeben:

:<math>R = 10 \lg \left(\frac{I_0}{I}\right)\;\mathrm{dB} = 10 \lg \left(\frac{1}{\tau}\right)\; \mathrm{dB} = -10 \lg \left(\tau\right)\;\mathrm{dB}</math>

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 [[Absorptionsgrad]]s <math>\alpha</math> angesetzt (Maß für die absorbierte Intensität):

:<math>\begin{align}
\alpha &= \delta + \tau\\
\Leftrightarrow \tau &= \alpha - \delta,
\end{align}</math>

Daraus ergibt sich für den Schall insgesamt folgende Leistungsbilanz:

:<math>\rho + \alpha = 1</math>

=== Optik ===
In der [[Optik]] beschreibt der Transmissionsgrad den Anteil des einfallenden [[Strahlungsfluss]]es oder [[Lichtstrom]]s, der ein [[Transparenz (Physik)|transparentes]] Bauteil komplett durchdringt (vgl. [[Remission (Physik)|Remission]]).

Bei [[Elektromagnetische Strahlung|elektromagnetischer Strahlung]] interessiert meist – anders als in der Akustik – die Gesamt-[[Spontane Emission|Emission]] <math>\rho + \tau</math> eines Körpers, weniger die Richtung. In diesem Fall ist der Absorptionsgrad ein Maß für die „verlorengegangene“ Intensität:

:<math>\alpha = \delta</math>

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

:<math>\begin{alignat}{2}
&& \rho + \alpha + \tau &= 1\\
\Leftrightarrow\; && \tau &= 1 - (\rho + \alpha),
\end{alignat}</math>

Als weitere Maße für die Beschreibung der Transmission werden auch der Kehrwert des Transmissionsgrades, die [[Opazität]], sowie deren logarithmische Formulierung, die [[Extinktion (Optik)|Extinktion]], verwendet.

Anwendungen:
* die ''Durchlassgüte'' eines [[Glas]]es,
* in der optischen Messtechnik für eine Methode zur Messung von Staub- oder Gaskonzentrationen, siehe [[Transmissometer]], [[Fotometer]].

== Literatur ==
* [[Heinrich Gobrecht]] (Hrsg.): ''Lehrbuch der Experimentalphysik. Band III Optik.'' Begründet von [[Ludwig Bergmann (Physiker)|Ludwig Bergmann]], [[Clemens Schaefer (Physiker)|Clemens Schaefer]], 7. Auflage, Walter de Gruyter, 1978, ISBN 3-11-007457-5, Abschnitt II, 6 und S. 591–592.
* [[Fritz Kurt Kneubühl|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.

== Einzelnachweise ==
<references />


[[Kategorie:Geometrische Optik]]
[[Kategorie:Dimensionslose Größe]]
[[Kategorie:Strahlung]]
[[Kategorie:Akustik]]
[[Kategorie:Wellenlehre]]