Strahlung

Als Strahlung wird die Ausbreitung von Energie oder Masse bezeichnet. Die Ausbreitung ist dabei nicht an ein Medium gebunden und kann somit auch im Vakuum erfolgen. Allerdings kann Strahlung in Wechselwirkung mit einem Medium stehen. Sobald Strahlung auf ein Medium oder einen Werkstoff trifft, kann es zur Absorption, Transmission oder Reflexion kommen.

Strahlung ist ein Sammelbegriff der viele Strahlungsarten zusammenfasst. Abhängig von den Bestandteilen, der Quelle oder der Wirkung kann Strahlung folgendermaßen unterteilt werden:

Nach Bestandteilen:

• Elektromagnetische Strahlung: z. B. Licht, Röntgenstrahlung, UV-Strahlung, Wärmestrahlung, Infrarotstrahlung, Gammastrahlung, Radiowellen
• Teilchenstrahlung: z. B. Alphastrahlung, Betastrahlung, Neutronenstrahlung

Nach der Quelle:

• Sonnenstrahlung,
• kosmische Strahlung,
• Hintergrundstrahlung,
• terrestrische Strahlung, usw.

Nach der Wirkung:

• Ionisierende Strahlung
• Nichtionisierende Strahlung

Bei der elektromagnetischen Strahlung, die oftmals auch als Wellenstrahlung oder Photonenstrahlung bezeichnet wird, erfolgt die Übertragung der elektromagnetischen Energie in Form von Photonen. Dabei handelt es sich um kleinste Elementarteilchen die keine Masse sondern nur Energie besitzen. Die Energie der Photonen ist dabei abhängig von deren Wellenlänge bzw. Frequenz. Im Gegensatz zur elektromagnetischen Strahlung wird bei der Teilchenstrahlung, die als Korpuskularstrahlung bezeichnet wird, auch Materie transportiert. Es kann sich dabei um geladene oder ungeladene Teilchen handeln. Einige Beispiele hierfür sind Elektronen, Protonen, Neutronen oder Positronen.

Die Sonnenstrahlung bezeichnet die von der Sonne ausgesendete elektromagnetische Strahlung. Bei der kosmischen Strahlung handelt es sich um Teilchenstrahlung mit hoher Energie, die von der Sonne, der Milchstraße oder von fernen Galaxien stammt. Die Hintergrundstrahlung ist eine elektromagnetische Strahlung, die im Universum sehr gleichmäßig verteilt auftritt und bei dessen Urknall entstanden ist. Bei der terrestrischen Strahlung handelt es sich hauptsächlich um Gammastrahlung die auf der gesamten Erde im Boden, im Wasser, der Luft, in Materialien usw. vorkommt.

Als ionisierende Strahlung wird Teilchenstrahlung oder elektromagnetische Strahlung mit sehr hoher Energie bzw. Strahlungsintensität bezeichnet. Die Energie dieser Strahlung ist ausreichend hoch um aus Atomen oder Molekülen Elektronen zu entfernen.

Auch wenn Strahlung aufgrund ihrer Bestandteile noch in Wellenstrahlung und Teilchenstrahlung unterschieden wird, verhalten sich diese Strahlungsarten nicht im klassischen Sinne von Wellen oder Teilchen. In der klassischen Physik breiten sich Wellen im Raum aus und ihre Energie ist in Raum und Zeit kontinuierlich verteilt. Wellen können sich hierbei durch Überlagerung gegenseitig verstärken oder schwächen. Im Gegensatz dazu verhalten sich klassische Teilchen wie winzige Kugeln, die zu einem bestimmten Zeitpunkt nur an einem bestimmten Ort anwesend sind. Dabei kann ein Teilchen seine Energie bei einem Stoß im Raum zu einer bestimmten Zeit abgeben.

Strahlung besteht allerdings aus derartig winzigen Bestandteilen, z. B. Photonen oder Elektronen, dass hierbei Phänomene auftreten, die mit der klassischen Physik nicht erklärt werden können. Das Verhalten dieser kleinsten Teilchen wird anhand der Quantenphysik beschrieben. Den Grundstein dazu legte der Physiker Max Planck, als er sein Plancksches Strahlungsgesetz aufstellte. In der Vergangenheit wurde durch unterschiedlichste Experimente hinreichend belegt, dass Strahlung sowohl die Eigenschaften von Wellen als auch von Teilchen zeigt. Dies wird als Welle-Teilchen-Dualismus bezeichnet.

Englische Übersetzung(en):

radiation