Spektrale Empfindlichkeit - Spectral sensitivity
Die spektrale Empfindlichkeit ist die relative Effizienz der Detektion von Licht oder anderen Signalen als Funktion der Frequenz oder Wellenlänge des Signals.
In der visuellen Neurowissenschaft wird die spektrale Empfindlichkeit verwendet, um die unterschiedlichen Eigenschaften der Photopigmente in den Stabzellen und Kegelzellen in der Netzhaut des Auges zu beschreiben . Es ist bekannt, dass die Stabzellen besser für das scotopische Sehen und die Kegelzellen für das photopische Sehen geeignet sind und dass sie sich in ihrer Empfindlichkeit gegenüber verschiedenen Wellenlängen des Lichts unterscheiden. Es wurde festgestellt, dass die maximale spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges unter Tageslichtbedingungen bei einer Wellenlänge von 555 nm liegt , während sich der Peak nachts auf 507 nm verschiebt.
In Fotografie werden Film und Sensoren oft hinsichtlich ihrer spektralen Empfindlichkeit beschrieben, die zur Ergänzung Kennlinien , die ihre beschreiben Ansprechempfindlichkeit . Eine Datenbank der spektralen Empfindlichkeit der Kamera wird erstellt und ihr Raum analysiert. Bei Röntgenfilmen wird die spektrale Empfindlichkeit so gewählt, dass sie den Leuchtstoffen entspricht, die auf Röntgenstrahlen reagieren, anstatt mit dem menschlichen Sehen in Beziehung zu stehen.
In Sensorsystemen, bei denen der Ausgang leicht quantifiziert wird, wird die Ansprechempfindlichkeit kann erweitert werden , Wellenlänge abhängig zu sein, die spektrale Empfindlichkeit enthält. Wenn das Sensorsystem linear ist, können sowohl seine spektrale Empfindlichkeit als auch seine spektrale Empfindlichkeit mit ähnlichen Basisfunktionen zerlegt werden. Wenn die Empfindlichkeit eines Systems eine feste monotone nichtlineare Funktion ist, kann diese Nichtlinearität geschätzt und korrigiert werden, um die spektrale Empfindlichkeit aus spektralen Eingabe-Ausgabe-Daten über lineare Standardmethoden zu bestimmen.
Die Reaktionen der Stab- und Kegelzellen der Netzhaut weisen jedoch eine sehr kontextabhängige (gekoppelte) nichtlineare Reaktion auf, was die Analyse ihrer spektralen Empfindlichkeiten anhand experimenteller Daten erschwert. Trotz dieser Komplexität ist die Umwandlung von Lichtenergiespektren in den effektiven Stimulus, die Anregung des Photopigments , ziemlich linear, und lineare Charakterisierungen wie die spektrale Empfindlichkeit sind daher sehr nützlich, um viele Eigenschaften des Farbsehens zu beschreiben .
Die spektrale Empfindlichkeit wird manchmal als Quanteneffizienz ausgedrückt , dh als Wahrscheinlichkeit, eine Quantenreaktion wie ein eingefangenes Elektron auf ein Lichtquant als Funktion der Wellenlänge zu erhalten. In anderen Zusammenhängen wird die spektrale Empfindlichkeit als die relative Antwort pro Lichtenergie und nicht pro Quant ausgedrückt, die auf einen Spitzenwert von 1 normiert ist, und eine Quanteneffizienz wird verwendet, um die Empfindlichkeit bei dieser Spitzenwellenlänge zu kalibrieren. In einigen linearen Anwendungen kann die spektrale Empfindlichkeit als spektraler ausgedrückt werden Ansprechempfindlichkeit , mit Einheiten wie Ampere pro Watt .