Jasem Mutlaq

# Lichtkracht

De lichtkracht is de hoeveelheid energie die een ster elke seconde uitstraalt.

Alle sterren stralen elektromagnetische energie uit over een groot bereik van frequenties, van radiogolven met een kleine hoeveelheid energie per foton tot aan de zeer energierijke gammastralen. Een ster die voornamelijk in het ultraviolette deel van het elektromagnetische spectrum straalt, produceert een totale hoeveelheid energie die vele malen groter is dan die van een ster die voornamelijk in het infrarood straalt. De lichtkracht is dus een maat voor de hoeveelheid energie die door een ster op alle frequenties/golflengten wordt uitgestraald. De relatie tussen de frequentie en de energiedichtheid is volgens Einstein: E = h * nu, met h de constante van Planck, E de energie en nu de frequentie van de straling. Dus corresponderen hogere frequenties (en kortere golflengten) met hogere energiehoeveelheden per foton.

Bijvoorbeeld, een golflengte lambda = 10 meter is in het radiogebied van het elektromagnetisch spectrum en heeft een frequentie van c/lambda = 3 * 108 m/s / 10 m = 30 MHz, met c de snelheid van het licht (en van alle elektromagnetische straling, in het luchtledig). De fotonenergie is dan E = h * nu, = 6,626 * 10^-34 J.s * 30 MHz = 1,988 * 10-26 Joules. Zichtbaar licht heeft veel kortere golflengten en hogere frequenties. Een foton met een golflengte lambda = 500 * 10-9 meter (een groen foton) heeft een energie E = 3,976 * 10-19 Joules, wat meer dan 10 miljoen keer keer groter is dan de energie van een radiofoton (zonder deze ingewikkelde berekening kan je heel eenvoudig de golflengten op elkaar delen, wat 20 miljoen oplevert). Op dezelfde manier is de energie van een foton van rood licht (golflengte lambda = 700 nm = 7 * 10-7 meter) kleiner dan die van een foton van violet licht (golflengte = 400 nm = 4 * 10-7 meter).

De lichtkracht hangt zowel van de temperatuur af als van de grootte van het oppervlak. Dit is duidelijk, want een brandend blok hout in de kachel straalt meer energie uit dan een lucifer, ook al hebben beiden dezelfde temperatuur. En op dezelfde manier, straalt een ijzeren staaf die tot 1000 graden is verhit meer energie uit dan een die slechts tot 200 graden is verwarmd.

Lichtkracht is in de Astronomie en de Astrofysica van fundamenteel belang. Bijna alles dat we van hemelobjecten weten komt door het bestuderen van de door hen uitgestraalde energie, die afkomstig is van de Natuurkundige processen binnen in sterren. Lichtkracht wordt gemeten in eenheden van energie per seconde. Astronomen geven er de voorkeur aan ergs/sec te gebruiken, meer dan aan Watts (= Joules/sec), om de lichtkracht in uit te drukken Noot vertaler: Dit is wel waar, maar geeft aanleiding tot onhandig grote getallen. Daarom wordt de lichtkracht van een ster meestal uitgedrukt in die van de zon, L(zon). De zon heeft een lichtkracht van 3,8 * 10^33 ergs/sec, en dit is dus 1 keer L(zon). Zo is de lichtkracht van bijvoorbeeld Sirius 21 L(zon).