Intensität (Physik)

Intensität ist eine Energie-Maßeinheit des zeitgemittelten Energieflusses. Um die Intensität zu finden, muss die Energiedichte genommen werden, (das ist die Energie pro Volumeneinheit) und mit der Geschwindigkeit multipliziert werden, mit der die Energie sich bewegt. Der resultierende Vektor hat die Einheit von Leistung P geteilt durch die Fläche A, also I = P / A in Watt/m².

Intensität sollte in der Physik nicht der Begriff für "Stärke", "Amplitude" oder "Pegel" sein, wie es in der Umgangssprache üblich ist. Zum Beispiel: Die Intensität der Sonnenstrahlung ist ... Die Intensität des Drucks war ... Letzteres klingt in der Physik nicht nur komisch, sondern ist falsch.

Alles was Energie transportiert, kann eine damit verbundene Intensität haben. (Es ist möglich die Intensität eines Rasensprengers zu definieren), aber Intensität wird mehr gebraucht bei Wellen, wie Schall und Licht.

Strahlt eine Punktschallquelle Energie in drei Dimensionen aus und es gibt keinen Energieverlust, dann fällt die Intensität mit dem Abstand r vom Objekt mit 1/r² (1 durch r Quadrat). Der Grund, warum dieses so ist, gehört zur Physik und zur Geometrie. Dehalb ist:

P = ∫I dA

wobei P die abgestrahlte Leistung darstellt. I ist die Intensität als Funktion der Position, und dA ist a Differential-Element einer geschlossenen Oberfläche, welche die Schallquelle umschließt, so dass P eine Konstante ist. Wenn die Schallquelle gleichförmig abstrahlt, also gleich in alle Richtungen und wir nehmen A als Kugel in der Mitte der Schallquelle (so dass es konstant auf seiner Oberfläche sein wird), wird die Gleichung zu:

P = I · 4 π r²

wobei I die Intensität an der Oberfläche der Kugel ist und r der Radius der Kugel ist. (Bemerkung: In Klammern steht der Ausdruck für die Oberfläche der Kugel). Nach I aufgelöst erhalten wir:

I = P / (4 π r²)

Wenn das Medium dämpft, so verlieren Schall in Luft und Licht langsam an Energie und dann fällt die Intensität schneller ab, als die obige Gleichung aussagt.