Leuchtkraft
Leuchtkraft ist die Menge an Energie, die von einem Stern pro Sekunde ausgesandt wird.
Alle Sterne senden Licht in einem weiten Bereich von Frequenzen im elektromagnetischen Bereich von niedrigenergetischen Radiowellen bis zu hochenergetischen Gammastrahlen. Ein Stern, der vorwiegend im ultravioletten Bereich des Spektrums strahlt, erzeugt eine größere Menge an Energie als einer, der vorwiegend im infraroten Bereich strahlt. Deshalb ist die Leuchtkraft eine Messung der ausgesandten Energie über alle Wellenlängen. Die Gleichung für das Verhältnis zwischen Wellenlänge und Energie wurde von Einstein als E = h * f bezeichnet, wobei f die Frequenz ist, h das Planck'sche Wirkungsquantum und E die Photonenenergie in Joule. Das bedeutet, das kürzere Wellenlängen (und daher höhere Frequenzen) höheren Energien entsprechen.
Zum Beispiel liegt eine Wellenlänge von lambda = 10 m im Radiobereich des elektromagnetischen Spektrums und hat eine Frequenz von f = c / lambda = 3 * 108 m/s / 10 = 30 MHz, wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist. Die Energie dieses Photons ist E = h * f = 6,625 * 10-34 J s * 30 Mhz = 1,988 * 10-26 Joule. Zum anderen hat sichtbares Licht viel kürzere Wellenlängen und höhere Frequenzen. Ein Photon mit einer Wellenlänge von lambda = 5 * 10-9 m (ein grünes Photon) hat eine Energie von E = 3,975 * 10-17 Joule, was eine Milliarde Mal größer als die Energie des Radiophotons ist. Genauso hat ein Photon des roten Lichts (Wellenlänge lambda = 700nm) weniger Energie als ein Photon des violetten Lichts (Wellenlänge lambda = 400 nm).
Die Leuchtkraft hängt sowohl von der Temperatur als auch von der Oberfläche ab. Das ist logisch, da ein brennendes Stück Holz mehr Energie aussendet als ein Streichholz, beide aber die gleiche Temperatur haben. Genauso sendet eine Eisenstange mehr Energie aus, wenn sie auf 2000 Grad erhitzt wurde, als wenn sie nur auf 200 Grad erhitzt wurde.
Die Leuchtkraft ist eine sehr fundamentale Menge in der Astronomie und der Astrophysik. Sehr viele Erkenntnisse über Himmelsobjekte werden über deren Licht gewonnen. Dies ist möglich, da physikalische Prozesse im Inneren über das Licht sozusagen aufgezeichnet und übertragen werden. Die Leuchtkraft wird in Energieeinheiten pro Sekunde gemessen. Astronomen benutzen lieber Ergs als Watt, wenn sie die Leuchtkraft messen wollen.