5.1.4.1 Visuelle Photometrie

Bei der visuellen Photometrie dient das Auge als Strahlungsempfänger, mit dem über viele Größenordnungen hinweg unterschiedliche Strahlungsströme wahrgenommen werden können. Der breite Empfindlichkeitsbereich wird durch das psychophysische Grundgesetz von WEBER und FECHNER in einen Wahrnehmungsbereich umgesetzt. Das Grundgesetz besagt, daß die "`Empfindungen"' (Helligkeiten) proportional den Logarithmen der "`Reize"' (Strahlungsströme) sind. Unter Beachtung dieses Sachverhaltes definierte N. POGSON (1829-1891) die astronomische Größenklassenskala in der sich die in Größenklassen (magnitudines) ausgedrückte Helligkeitsdifferenz zweier Sterne, von denen die Strahlungsströme S$_1$ und S$_2$ ausgehen zu

$$m_1 - m_2 = - 2,5 \ log \ \frac{S_1}{S_2}$$ (3)

ergibt. Umgekehrt entspricht der Differenz von (m$_{1}$-m$_{2}$) Größenklassen ein Strahlungsstromverhältnis von

$$\frac{S_1}{S_2} = 10^{-0,4(m_1-m_2)} = (\frac{1}{2,512})^{m_1-m_2}.$$ (4)

Der Skalenfaktor in Gleichung (3) sichert die Anpassung an die alten Helligkeitsangaben, während das Minuszeichen auf die spezielle Zählweise der Größenklassen Einfluß nimmt (Sterne 1. Größe sind heller als Sterne 6. Größe). Der Nullpunkt der Skala ist durch Definition festgelegt worden. Die zunächst für Zwecke der visuellen Photometrie definierte Helligkeitsskala läßt sich auch bei der Verwendung von Strahlungsempfängern, die in anderen Wellenlängenbereichen empfindlich sind, anwenden.