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Alt 03.07.2016, 13:11   #1   Druckbare Version zeigen
Lyarda weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 53
Übertragene Energie von UV-Lampe berechnen

Hallo!

Ich habe eine Frage zum Energieübertrag einer UV-Lampe - ich bin mir nicht sicher, ob ich das richtig berechne!

Ich habe eine UV-Lampe mit 8 Watt (365 nm) und einer Lampenfläche von 8775 mm2.
Ich bestrahle eine Probenfläche von 152 mm2 für 30 min. Wie viel Energie bekommt diese Probe nun ab?

Meine Rechnung:
1. Engergie der Lampe pro 1 mm2

8 Watt x 1800 s / 8775 mm2 = 1,64 J/mm2

2. Energie auf Probenfläche

1,64 J/mm2 x 152 mm2= 249,28 J

ist das richtig? oder muss ich die Wellenlänge noch irgendwie berücksichtigen?

Vielen Dank für eure Hilfe!
Lyarda ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.07.2016, 13:48   #2   Druckbare Version zeigen
Auwi Männlich
Mitglied
Beiträge: 9.766
AW: Übertragene Energie von UV-Lampe berechnen

Die Aufgabe ist reichlich unklar.
a) Handelt es sich bei den 8 Watt um die Anschlußgröße am Netz, oder um die abgestrahlte Strahlungsleistung ? Eventuell gibt es da noch einen Lichtausbeutefaktor oder sowas ähnliches.
b) Welche Geometrie hat die Strahlungsquelle (z.B. Röhre, Reflektorart,.....)
c) Wie groß ist der Abstand zwischen Probe und Strahlungsquelle?
Wenn man von all diesen Einflußgrößen abstrahiert und parallele Strahlen und überall gleiche Strahlungsdichte voraussetzt, dann ist Deine Rechnung "richtig" (aber das wären mir zu "windige" Angaben)
Auwi ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.07.2016, 14:09   #3   Druckbare Version zeigen
Lyarda weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 53
AW: Übertragene Energie von UV-Lampe berechnen

Hallo!
Es handelt sich übrigens nicht um eine theoretische Aufgabe, sondern um ein real durchgeführtes Experiment.
a) die angegebene Leistung der Lampe ist 8 Watt
b) es ist eine Röhre, die hinter einer Rechteckigen Fiterfläche sitzt.
http://www.herolab.de/downloads/spezifikationen/Analysenlampen%20-%20DE.pdf
c) der Abstand beträgt 1,5 cm

Ich habe im oben angegeben Pospekt noch die Angabe einer Intensität von 950 µW/cm2 beim Abstand von 15 cm gefunden. Kann man das auf einen geringeren Abstand umrechnen?
Lyarda ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.07.2016, 14:21   #4   Druckbare Version zeigen
Auwi Männlich
Mitglied
Beiträge: 9.766
AW: Übertragene Energie von UV-Lampe berechnen

Bei so unklaren geometrischen Verhältnissen kann man vom "quadratischen Abstandsgesetz" wohl nicht ausgehen, aber mit der Angabe von 950 Mikrowatt pro cm² im Abstand von 15 cm ist sicherlich die Strahlugsleistung an dem Ort gemeint.
Das quadratische Abstandsgesetz sagt aus, daß die Strahlungsintensität mit dem Quadrat des Abstandes von der Strahlenquelle abnimmt, dürfte hier aber nur sehr eingeschränkt gelten.
Auwi ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.07.2016, 14:28   #5   Druckbare Version zeigen
Lyarda weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 53
AW: Übertragene Energie von UV-Lampe berechnen

ok, ich verstehe.
D.h. es gibt mit der Angabe von 950µW/cm2 bei 15 cm Abstand keine verlässliche Methode, um die Energie zu berechnen, die letzendlich auf meiner Probenfläche auftrifft (152 mm2 bei 1.5 cm Abstand)?
Lyarda ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.07.2016, 15:02   #6   Druckbare Version zeigen
zweiPhotonen  
Mitglied
Beiträge: 7.553
AW: Übertragene Energie von UV-Lampe berechnen

Hast Du mal ausgemessen, welche Fläche im Abstand von 1.5 cm bestrahlt wird?

Zum Gegenrechnen dann auch mal in 15 cm Abstand die Fläche ausmessen und (alles) ins Verhältnis setzen.
__________________
Wenn es einfach wäre, hätte es schon jemand gemacht!

I said I never had much use for it. Never said I didn't know how to use it.(M. Quigley)
You can't rush science, Gibbs! You can yell at it and scream at it, but you can't rush it.(A. Sciuto)

Wer durch diese Antwort nicht zufriedengestellt ist, der möge sich bitte den Text "Über mich" in meinem Profil durchlesen und erst dann meckern.
zweiPhotonen ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.07.2016, 15:37   #7   Druckbare Version zeigen
Auwi Männlich
Mitglied
Beiträge: 9.766
AW: Übertragene Energie von UV-Lampe berechnen

Nehmen wir mal an, daß die Strahlenquelle die Strahlung I(0) besitzt, dann gilt im Abstand von 15 cm das Abstandsgesetz: {I=I_0/(15cm)^2=960\mu W/cm^2} und im Abstand 1,5 cm dann {x=I_0/(1,5cm)^2}
Daraus kann man durch Division I(0) beseitigen und x berechnen:
{x=950\mu W/cm^2\cdot {15^2\over 1,5^2}=0,095\,W/cm^2}
In einer halben Stunde wären das dann 171 J/cm² ,und da Deine Fläche ja 1,52 cm² ist, wären das dann insgesamt {E=260\ J}

Das Abstandsgesetz besagt: Verdopplung des Abstands = viertelung der Energie pro cm² , oder hier verkürzung des Abstandes um den Faktor 10 bedeutet verhundertfachung der Energie pro cm²

Geändert von Auwi (03.07.2016 um 15:44 Uhr)
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Alt 04.07.2016, 09:57   #8   Druckbare Version zeigen
Lyarda weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 53
AW: Übertragene Energie von UV-Lampe berechnen

@ zweiPhotonen: Ich habe die Flächen mal ausgemessen - allerdings ist das relativ ungenau, da das Licht nicht besonders intenstiv ist.... jedenfalls habe ich einen Faktor zwischen den Flächen von 6.5 erhalten - bei 1.5 cm ist die Fläche 6.5x kleiner als bei 15 cm.

die Sache mit dem Abstandsgesetzt ist mir klar, aber jetzt frage ich mich natürlich, was ich besser auf meine Lampe anwende: das Abstandsgesetz oder die gemessene Fläche?

Geändert von Lyarda (04.07.2016 um 10:25 Uhr)
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lampe, leistung, uv, watt

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