Steradiant
Der Steradiant (Einheitenzeichen: sr, Kurzform Sterad) dient zur Angabe der Größe eines Raumwinkels. Er ist eine abgeleitete Einheit im SI-Einheitensystem. Der Raumwinkel von 1 Steradiant umschließt auf der Fläche einer Kugel mit 1 m Radius eine Fläche von 1 m². Der Raumwinkel einer gesamten Kugel beträgt 4π m²/m² = 4π sr.
Definition
Der Raumwinkel (Formelzeichen Ω) ist die Fläche einer Kugelkappe der Einheitskugel dividiert durch den Radius der Einheitskugel R im Quadrat. Letzteres ist notwendig, da die Fläche proportional zum Quadrat des Radius ist. Die Formel lautet daher:
- Beispiel
Der Raumwinkel eines Kegels, der aus einer Kugel mit Radius 3 m eine Teilfläche () von 13,5 m² herausschneidet, beträgt .
Bezieht sich der Raumwinkel auf einen Kreiskegel vom Kugelmittelpunkt aus, wie in der Abbildung links (kanonischer Raumwinkel), so kann man ihn im Schnitt durch die Kugelmitte als ebenen Winkel ω betrachten. Aus der Beziehung für die Fläche der Kugelkappe des Kegels und dem Winkel ω lässt sich folgender Zusammenhang ableiten:
- .
Die Werte mit ω von 0° bis 360° sind im nebenstehenden Diagramm verzeichnet.
Der Öffnungswinkel ω eines Kegels, der den Raumwinkel 1 sr abdeckt, beträgt ca. 65,54 °.
Historisches
Im SI war zunächst offengelassen worden, ob Steradiant und Radiant abgeleitete Einheiten oder Basiseinheiten sind; für beide wurde die Klasse der „ergänzenden Einheiten“ geschaffen. 1980 empfahl das CIPM, diese ergänzenden Einheiten als abgeleitete zu interpretieren. Dem folgte 1995 die 20. CGPM und beschloss in Resolution 8 die Aufhebung der Klasse der ergänzenden Einheiten.
Das Einheitenzeichen „sr“ ist 1950 vom CIPM festgelegt worden; früher wurden auch die Zeichen „str“ und „sterad“ benutzt.
