Der Begriff Strahlung bezeichnet die Ausbreitung von Teilchen oder Wellen. Im ersten Fall spricht man von Teilchenstrahlung oder Korpuskularstrahlung, im zweiten von Wellenstrahlung.

Verwendung des Wortes

Trotz des allgemeinen Begriffs Wellenausbreitung werden im Allgemeinen mechanische Wellen - wie etwa der Schall - nicht als Strahlung bezeichnet, obwohl sich die Gesetzmäßigkeiten ähneln.

Strahlen, die Mehrzahlform von "Strahl", wird manchmal gleichbedeutend mit dem Begriff Strahlung verwendet, auch in Zusammensetzungen wie etwa "Alphastrahlen" oder "Röntgenstrahlen". Eine Einzahl wie etwa ?Röntgenstrahl? bezeichnet dagegen fast immer ein Strahlenbündel, das gerichtet ist und Energie und Impuls transportiert. Wenn der Strahl aus Teilchen mit Masse, Ladung oder anderen Eigenschaften besteht, werden auch diese transportiert. "Lichtstrahl" kann allerdings beides, den idealisierten linienförmigen Strahl (siehe Geometrische Optik) oder ein Strahlenbündel, bedeuten.

Die Mehrdeutigkeit des deutschen Wortes Strahl zeigt sich darin, dass in anderen Sprachen jeweils mehrere verschiedene Ausdrücke dafür existieren, im Englischen z. B. ray für den idealisierten Strahl, beam für das Strahlenbündel, jet für den Materiestrahl.

Grundlagen

Trifft die Strahlung auf ein Hindernis, wird sie entweder absorbiert (umgewandelt), unbeeinflusst transmittiert (hindurch gelassen), gestreut oder reflektiert (zurückgeworfen) - man spricht auch von Remission.

Die historische Debatte, ob Lichtstrahlen aus Teilchen oder Wellen bestehen, wurde in der Quantentheorie damit beantwortet, dass ein Lichtstrahl aus Photonen besteht, deren Aufenthaltsort im Rahmen der Quantenmechanik durch eine Wahrscheinlichkeitswelle beschrieben wird. Diese Wahrscheinlichkeitswellen können miteinander interferieren (siehe Doppelspaltversuch). Louis de Broglie hat in seiner Theorie der Materiewellen gezeigt, dass jedem Teilchen eine Wellenlänge zugeordnet werden kann. Dies erklärt, warum zum Beispiel ein Elektronenstrahl auch Interferenzphänomene zeigt. (Siehe auch Welle-Teilchen-Dualismus.)

Charakterisierung von Strahlung

Man unterscheidet Strahlung nach ihren Bestandteilen, nach ihrer Quelle oder nach ihrer Wirkung.

Elektromagnetische Wellen bestehen aus Photonen. Im Bereich kurzer Wellenlänge bzw. hoher Photonenenergie werden Elektromagnetische Wellen im Sprachgebrauch häufig als Elektromagnetische Strahlung bezeichnet, etwa als Röntgenstrahlung, Bremsstrahlung, UV-Strahlung, Wärmestrahlung oder Infrarotstrahlung. Im langwelligen Bereich spricht man eher von Wellen, etwa als Radiowellen.

Die Begriffe Teilchenstrahlung und Korpuskularstrahlung, werden manchmal als Oberbegriffe für Strahlung verwendet, die nicht elektromagnetischer Natur ist. Einige Autoren klassifizieren jedoch auch Gammastrahlung, die zur elektromagnetischen Strahlung zählt, als Teilchenstrahlung.

Teilchenstrahlung unterscheidet man nach der Sorte der Teilchen, aus denen sie besteht, beispielsweise α-Strahlung (aus α-Teilchen), β-Strahlung (aus Elektronen oder Positronen), Ionenstrahlung und Neutronenstrahlung.

Strahlung aus dem Weltraum unterscheidet man nach ihrer Quelle in Sonnenstrahlung, Kosmische Strahlung, Hintergrundstrahlung und Hawking-Strahlung. Strahlung, die von radioaktiven Stoffen ausgeht, wird häufig als radioaktive Strahlung bezeichnet, obwohl nicht die Strahlung radioaktiv ist, sondern der emittierende Stoff. Die Strahlung aufgrund der natürlichen Radioaktivität der Erde heißt Terrestrische Strahlung.

Ist die Energie der Strahlungsteilchen so hoch, dass sie aus Atomen oder Molekülen Elektronen entfernen kann, wird die Strahlung als Ionisierende Strahlung bezeichnet.

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