Strahlenoptik, Radiometrie

Grundlage der Strahlenoptik ist die klassische euklidische Geometrie im dreidimensionalen Raum. Wesentlich ist die geradlinige Ausbreitung der Strahlung vom Ausgangspunkt zum Ziel oder Zwischenziel. Jede Strahlenquelle kann man sich umhüllt durch eine geschlossene Oberfläche vorstellen (Abbildung ), welche die relevante Strahlung durchstößt. Mit allen Durchstoßpunkten und Richtungen kennt man das äußere Strahlungsfeld vollständig.

Figure: Ersatzstrahlenquelle

Innere Details können mit einer solchen Ersatzstrahlenquelle ignoriert werden. Der Zusammenbau aus ebenen Teilflächen ist besonders einfach zu handhaben, weil mit ihrer Orientierung im Raum leicht zu rechnen ist. Bei beliebig fein unterteilbaren Teilflächen ist die Allgemeingültigkeit nicht beschränkt. Ausgangspunkt der Strahlenoptik ist deshalb ein infinitesimal kleines ebenes Flächenelement. Zusammenhänge strahlenoptischer Größen sind rein geometrischer Natur.

Nichtgeometrische physikalische Strahlungszusammenhänge wie zum Beispiel Wellenlängenabhängigkeiten und Temperaturabhängigkeiten lassen sich der Summen- oder Integralbildung stets voranstellen, so dass die hier vorgestellten geometriebasierten Größen ihre sonstigen physikalischen Abhängigkeiten unverändert beibehalten.

Die Grenzen der Strahlenoptik liegen in der Welleneigenschaft (Beugung) und der Quantisierung optischer Strahlung. So gibt es zum Beispiel beim Doppelspaltexperiment keine geradlinige Verbindung zwischen Ausgangspunkt und Endpunkt der Strahlung.