Intensywność promienistości - Radiant intensity

W radiometrii , natężenie promieniowania jest strumień promieniowania emitowane odzwierciedlenie transmitowany lub odbierany, na jednostkę kąta i intensywność widmowa jest natężenie promieniowania na jednostkę częstotliwości i długości fali , w zależności od tego, czy Widmo jest pobierane w funkcji częstotliwości i długości fali . Są to wielkości kierunkowe . Jednostką SI natężenia promieniowania jest wat na steradian ( W / sr ), podczas gdy widmowa intensywność częstotliwości to wat na steradian na herc ( W · sr ⁻¹ · Hz ⁻¹ ), a natężenie widma w długości fali to wat na steradian na metr ( W · sr ⁻¹ · m ⁻¹ ) - najczęściej wat na steradian na nanometr ( W · sr ⁻¹ · nm ⁻¹ ). Intensywność promieniowania różni się od natężenia napromienienia i wyjścia promieniowania , które są często nazywane intensywnością w innych gałęziach fizyki niż radiometria. W inżynierii częstotliwości radiowych intensywność promieniowania jest czasami nazywana intensywnością promieniowania .

Definicje matematyczne

Promienna intensywność

Natężenie promieniowania , oznaczone I _{e, Ω} („e” oznacza „energetyczny”, aby uniknąć pomylenia z wielkościami fotometrycznymi, oraz „Ω”, aby wskazać, że jest to wielkość kierunkowa ), definiuje się jako

{\ Displaystyle I _ {\ mathrm {e}, \ Omega} = {\ Frac {\ częściowe \ Phi _ {\ mathrm {e}}} {\ częściowe \ Omega}},}

gdzie

∂ jest symbolem częściowej pochodnej ;
Φ _e jest strumieniem promieniowania emitowanym, odbijanym, nadawanym lub odbieranym;
Ω to kąt bryłowy .

Ogólnie rzecz biorąc, I _{e, Ω} jest funkcją kąta widzenia θ i potencjalnie kąta azymutu . Dla szczególnego przypadku powierzchni Lamberta , I _{e, Ω jest} zgodne z prawem cosinusa Lamberta I _{e, Ω} = I ₀ cos θ .

Przy obliczaniu natężenia promieniowania emitowanego przez źródło, Ω odnosi się do kąta bryłowego, pod jakim jest emitowane światło. Przy obliczaniu luminancji odbieranej przez detektor, Ω odnosi się do kąta bryłowego wyznaczanego przez źródło, patrząc z tego detektora.

Intensywność widmowa

Natężenie widmowe w częstotliwości , oznaczone I _{e, Ω, ν} , jest zdefiniowane jako

{\ Displaystyle I _ {\ mathrm {e}, \ Omega, \ nu} = {\ Frac {\ częściowe ja _ {\ mathrm {e}, \ Omega}} {\ częściowe \ nu}},}

gdzie ν jest częstotliwością.

Intensywność widmowa w długości fali , oznaczona I _{e, Ω, λ} , jest definiowana jako

{\ Displaystyle I _ {\ mathrm {e}, \ Omega, \ lambda} = {\ Frac {\ częściowe ja _ {\ mathrm {e}, \ Omega}} {\ częściowe \ lambda}},}

gdzie λ jest długością fali.

Inżynieria częstotliwości radiowych

Intensywność promieniowania służy do scharakteryzowania emisji promieniowania przez antenę :

{\ Displaystyle I _ {\ mathrm {e} \ Omega} = E _ {\ mathrm {e}} (r) \, r ^ {2},}

gdzie

E _e jest natężeniem promieniowania anteny;
r to odległość od anteny.

W przeciwieństwie do gęstości mocy, intensywność promieniowania nie zależy od odległości: ponieważ intensywność promieniowania jest definiowana jako moc w kącie bryłowym, malejąca gęstość mocy na odległość z powodu prawa odwrotnych kwadratów jest kompensowana przez wzrost powierzchni wraz z odległością.

Jednostki radiometrii SI

Jednostki radiometrii SI

v

t

mi
Ilość		Jednostka		Wymiar	Uwagi
Nazwa	Symbol	Nazwa	Symbol	Symbol	Uwagi
Energia promienista	Q _e	dżul	jot	M ⋅ L ² ⋅ T ⁻²	Energia promieniowania elektromagnetycznego.
Gęstość energii promieniowania	w _e	dżul na metr sześcienny	J / m ³	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻²	Energia promieniowania na jednostkę objętości.
Strumień promienisty	Φ _e	wat	W = J / s	M ⋅ L ² ⋅ T ⁻³	Energia promieniowania emitowana, odbijana, przesyłana lub odbierana w jednostce czasu. Nazywa się to czasem „mocą promieniowania”.
Strumień widmowy	Φ _{e, ν}	wat na herc	W / Hz	M ⋅ L ² ⋅ T ⁻²	Strumień promieniowania na jednostkę częstotliwości lub długości fali. Ten ostatni jest zwykle mierzony w W⋅nm ⁻¹ .
Strumień widmowy	Φ _{e, λ}	wat na metr	W / m	M ⋅ L ⋅ T ⁻³
Promienna intensywność	Ja _{e, Ω}	wat na steradian	W / sr	M ⋅ L ² ⋅ T ⁻³	Strumień promieniowania emitowany, odbijany, przesyłany lub odbierany na jednostkę kąta bryłowego. To jest wielkość kierunkowa .
Intensywność widmowa	I _{e, Ω, ν}	wat na steradian na herc	W⋅sr ⁻¹ ⋅Hz ⁻¹	M ⋅ L ² ⋅ T ⁻²	Natężenie promieniowania na jednostkę częstotliwości lub długości fali. Ten ostatni jest zwykle mierzony w W⋅sr ⁻¹ ⋅nm ⁻¹ . To jest wielkość kierunkowa .
Intensywność widmowa	I _{e, Ω, λ}	wat na steradian na metr	W⋅sr ⁻¹ ⋅m ⁻¹	M ⋅ L ⋅ T ⁻³
Blask	L _{e, Ω}	wat na steradian na metr kwadratowy	W⋅sr ⁻¹ ⋅m ⁻²	M ⋅ T ⁻³	Strumień promieniowania emitowany, odbijany, transmitowany lub odbierany przez powierzchnię na jednostkę kąta bryłowego na jednostkę powierzchni rzutowanej. To jest wielkość kierunkowa . Czasami jest to również myląco nazywane „intensywnością”.
Widmowy blask	L _{e, Ω, ν}	wat na steradian na metr kwadratowy na herc	W⋅sr ⁻¹ ⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹	M ⋅ T ⁻²	Promieniowanie powierzchni na jednostkę częstotliwości lub długości fali. Ten ostatni jest zwykle mierzony w W⋅sr ⁻¹ ⋅m ⁻² ⋅nm ⁻¹ . To jest wielkość kierunkowa . Czasami jest to również myląco nazywane „intensywnością widmową”.
Widmowy blask	L _{e, Ω, λ}	wat na steradian na metr kwadratowy, na metr	W⋅sr ⁻¹ ⋅m ⁻³	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻³
Gęstość strumienia irradiancji	E _e	wat na metr kwadratowy	W / m ²	M ⋅ T ⁻³	Strumień promieniowania odbierany przez powierzchnię na jednostkę powierzchni. Czasami jest to również myląco nazywane „intensywnością”.
Widmowe natężenie napromienienia Gęstość strumienia widmowego	E _{e, ν}	wat na metr kwadratowy na herc	W⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹	M ⋅ T ⁻²	Irradiancja powierzchni na jednostkę częstotliwości lub długości fali. Czasami jest to również myląco nazywane „intensywnością widmową”. Jednostki gęstości strumienia widmowego spoza układu SI obejmują jansky (1 Jy = 10 ⁻²⁶ W⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹ ) i jednostkę strumienia słonecznego (1 sfu = 10 ⁻²² W⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹ = 10 ⁴ Jy).
	E _{e, λ}	wat na metr kwadratowy, na metr	W / m ³	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻³
Radiosity	J _e	wat na metr kwadratowy	W / m ²	M ⋅ T ⁻³	Strumień promieniowania pozostawiający (emitowany, odbijany i przenoszony przez) powierzchnię na jednostkę powierzchni. Czasami jest to również myląco nazywane „intensywnością”.
Radiosity spektralne	J _{e, ν}	wat na metr kwadratowy na herc	W⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹	M ⋅ T ⁻²	Radiosity powierzchni na jednostkę częstotliwości lub długości fali. Ten ostatni jest zwykle mierzony w W⋅m ⁻² ⋅nm ⁻¹ . Czasami jest to również myląco nazywane „intensywnością widmową”.
Radiosity spektralne	J _{e, λ}	wat na metr kwadratowy, na metr	W / m ³	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻³
Promienne wyjście	M _e	wat na metr kwadratowy	W / m ²	M ⋅ T ⁻³	Strumień promieniowania emitowany przez powierzchnię na jednostkę powierzchni. To jest emitowany składnik radiosity. „Emitancja promieniowania” to stary termin określający tę wielkość. Czasami jest to również myląco nazywane „intensywnością”.
Wyjście widmowe	M _{e, ν}	wat na metr kwadratowy na herc	W⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹	M ⋅ T ⁻²	Wyjście promieniowania z powierzchni na jednostkę częstotliwości lub długości fali. Ten ostatni jest zwykle mierzony w W⋅m ⁻² ⋅nm ⁻¹ . „Emitancja widmowa” to stary termin określający tę wielkość. Czasami jest to również myląco nazywane „intensywnością widmową”.
Wyjście widmowe	M _{e, λ}	wat na metr kwadratowy, na metr	W / m ³	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻³
Promienna ekspozycja	H _e	dżul na metr kwadratowy	J / m ²	M ⋅ T ⁻²	Energia promieniowania odbierana przez powierzchnię na jednostkę powierzchni lub równoważne natężenie napromienienia powierzchni zintegrowane w czasie naświetlania. Nazywa się to czasem „promienistą fluencją”.
Ekspozycja widmowa	H _{e, ν}	dżul na metr kwadratowy na herc	J⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹	M ⋅ T ⁻¹	Promieniowanie powierzchni na jednostkę częstotliwości lub długości fali. Ten ostatni jest zwykle mierzony w J⋅m ⁻² ⋅nm ⁻¹ . Nazywa się to czasem „fluencją widmową”.
Ekspozycja widmowa	H _{e, λ}	dżul na metr kwadratowy, na metr	J / m ³	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻²
Emisyjność półkulista	ε	Nie dotyczy		1	Wyjście promieniste z powierzchni podzielonej przez ciało doskonale czarne w tej samej temperaturze co ta powierzchnia.
Emisyjność widmowa półkulista	ε _ν lub ε _λ	Nie dotyczy		1	Widmowe wyjście z powierzchni , podzielone przez ciało doskonale czarne w tej samej temperaturze co ta powierzchnia.
Emisyjność kierunkowa	ε _Ω	Nie dotyczy		1	Promieniowanie emitowane przez powierzchnię , podzielone przez promieniowanie emitowane przez czarne ciało w tej samej temperaturze co ta powierzchnia.
Widmowa emisyjność kierunkowa	ε _{Ω, ν} lub ε _{Ω, λ}	Nie dotyczy		1	Spektralna jasność emitowana przez powierzchnię podzielona przez ciało doskonale czarne w tej samej temperaturze co ta powierzchnia.
Absorpcja półkulista	ZA	Nie dotyczy		1	Strumień promieniowania pochłonięty przez powierzchnię , podzielony przez otrzymany przez tę powierzchnię. Nie należy tego mylić z „ absorbancją ”.
Widmowa półkulista absorpcja	A _ν lub A _λ	Nie dotyczy		1	Strumień widmowy pochłonięty przez powierzchnię , podzielony przez otrzymany przez tę powierzchnię. Nie należy tego mylić z „ absorbancją widmową ”.
Kierunkowa absorpcja	A _Ω	Nie dotyczy		1	Blask pochłonięty przez powierzchnię , podzielony przez blask padający na tę powierzchnię. Nie należy tego mylić z „ absorbancją ”.
Widmowa absorpcja kierunkowa	A _{Ω, ν} lub A _{Ω, λ}	Nie dotyczy		1	Spektralna jasność pochłaniana przez powierzchnię , podzielona przez widmową jasność padającą na tę powierzchnię. Nie należy tego mylić z „ absorbancją widmową ”.
Półkulisty współczynnik odbicia	R	Nie dotyczy		1	Strumień promieniowania odbity przez powierzchnię , podzielony przez otrzymany przez tę powierzchnię.
Widmowy półkulisty współczynnik odbicia	R _ν lub R _λ	Nie dotyczy		1	Strumień widmowy odbity przez powierzchnię , podzielony przez otrzymany przez tę powierzchnię.
Kierunkowy współczynnik odbicia	R _Ω	Nie dotyczy		1	Blask odbity przez powierzchnię , podzielony przez otrzymany przez tę powierzchnię.
Widmowy kierunkowy współczynnik odbicia	R _{Ω, ν} lub R _{Ω, λ}	Nie dotyczy		1	Spektralna jasność odbijana przez powierzchnię , podzielona przez otrzymaną przez tę powierzchnię.
Przepuszczalność półkulista	T	Nie dotyczy		1	Strumień promieniowania przenoszony przez powierzchnię , podzielony przez otrzymany przez tę powierzchnię.
Półkulista przepuszczalność widmowa	T _ν lub T _λ	Nie dotyczy		1	Strumień widmowy przenoszony przez powierzchnię , podzielony przez otrzymany przez tę powierzchnię.
Przepuszczalność kierunkowa	T _Ω	Nie dotyczy		1	Blask przenoszony przez powierzchnię , podzielony przez otrzymany przez tę powierzchnię.
Widmowa transmitancja kierunkowa	T _{Ω, ν} lub T _{Ω, λ}	Nie dotyczy		1	Spektralna jasność transmitowana przez powierzchnię , podzielona przez otrzymaną przez tę powierzchnię.
Półkulisty współczynnik tłumienia	μ	licznik wzajemny	m ^-1	L ^-1	Strumień promieniowania pochłonięty i rozproszony przez objętość na jednostkę długości, podzielony przez otrzymany przez tę objętość.
Widmowy półkulisty współczynnik tłumienia	μ _ν lub μ _λ	licznik wzajemny	m ^-1	L ^-1	Spektralny strumień promieniowania pochłonięty i rozproszony przez objętość na jednostkę długości, podzielony przez otrzymany przez tę objętość.
Kierunkowy współczynnik tłumienia	μ _Ω	licznik wzajemny	m ^-1	L ^-1	Promieniowanie pochłonięte i rozproszone przez objętość na jednostkę długości podzielone przez otrzymaną przez tę objętość.
Spektralny kierunkowy współczynnik tłumienia	μ _{Ω, ν} lub μ _{Ω, λ}	licznik wzajemny	m ^-1	L ^-1	Spektralna jasność pochłonięta i rozproszona przez objętość na jednostkę długości, podzielona przez otrzymaną przez tę objętość.
Zobacz także: SI · Radiometria · Fotometria

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki

Promieniowanie: Aktywność i intensywność Centrum zasobów NDE / NDT

Languages

In other projects