Energia radiațiilor (optică)

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 20 martie 2022; verificarea necesită 1 editare .

Energia radiațiilor
$Q_{e},W$
Dimensiune	M. _ L 2 T -2
Unități
SI	J
GHS	erg
Note
scalar

Energia radiației este o mărime fizică , una dintre principalele mărimi fotometrice ale energiei . Reprezintă energia transportată de radiația optică [1] . Acesta servește ca bază pentru alte mărimi fotometrice de energie.

Unitatea de măsură în Sistemul Internațional de Unități (SI) este joule (J), în sistemul CGS este erg (erg).

Ca desemnare a literei, [1] [2] sau este folosit . $Q_{e}$ $W$

În sistemul cantităților de lumină , analogul energiei radiației este energia luminoasă . $Q_{v}$

Densitatea spectrală a energiei radiației

Dacă radiația este nemonocromatică, atunci în multe cazuri este util să se folosească o astfel de cantitate precum densitatea spectrală a energiei radiației. Densitatea spectrală a energiei radiației este energia radiației pe un interval mic al spectrului [2] . În acest caz, punctele spectrului pot fi specificate prin lungimile de undă , frecvențele, energiile cuantelor de radiație, numerele de undă sau în orice alt mod. Dacă variabila care determină poziția punctelor spectrului este o anumită valoare , atunci densitatea de energie spectrală a radiației corespunzătoare acesteia este notă și definită ca raportul dintre valoarea pe interval spectral mic între și față de lățimea acestuia. interval: $X$ $Q_{{e,x}}(x)$ $dQ_{e}(x),$ $X$ $x+dx,$

Q_{{e,x}}(x)={\frac {dQ_{e}(x)}{dx}}.

În consecință, în cazul utilizării lungimii de undă pentru densitatea energiei spectrale a radiației, următoarele vor fi adevărate:

Q_{{e,\lambda }}(\lambda )={\frac {dQ_{e}(\lambda )}{d\lambda }},

și atunci când utilizați frecvența -

Q_{{e,\nu }}(\nu )={\frac {dQ_{e}(\nu )}{d\nu }}.

Trebuie avut în vedere faptul că valorile densității energiei spectrale a radiației în același punct al spectrului, obținute folosind coordonate spectrale diferite, nu coincid unele cu altele. Adică, de exemplu, este ușor să arăți că, ținând cont $Q_{{e,\nu }}(\nu )\neq Q_{{e,\lambda }}(\lambda ).$

Q_{{e,\nu }}(\nu )={\frac {dQ_{e}(\nu )}{d\nu }}={\frac {d\lambda }{d\nu }}{\ frac {dQ_{e}(\lambda )}{d\lambda }}

și

\lambda ={\frac {c}{\nu ))

raportul corect devine:

Q_{{e,\nu }}(\nu )={\frac {\lambda ^{2}}{c}}Q_{{e,\lambda }}(\lambda ).

Analog ușor

În sistemul de mărimi fotometrice luminoase , analogul pentru energia radiației este energia luminoasă . În raport cu energia radiației, energia luminii este o valoare fotometrică redusă obținută folosind valorile eficienței luminoase spectrale relative a radiației monocromatice pentru vederea în timpul zilei [3] : $Q_{v}$ $V(\lambda )$

Q_{v}=K_{m}\cdot \int \limits _{{380~nm}}^{{{780~nm}}Q_{{e,\lambda }}(\lambda )V(\lambda )d \lambda ,

unde este randamentul luminos maxim al radiației [4] , egal în sistemul SI cu 683 lm /W [5] [6] . Valoarea sa numerică rezultă direct din definiția candela . $K_{m}$

Cantități derivate

Informațiile despre principalele cantități de energie sunt date în tabelul [7] .

Mărimi fotometrice de energie SI

Nume (sinonim cu [8] )	Desemnarea valorii	Definiție	Notarea unității SI	Analog ușor
Flux de radiație (flux radiant)	$\Phi$ sau _ $P$	$\Phi _{e}={\frac {dQ_{e}}{dt}}$	mar	Flux de lumină
Forța radiației (puterea energetică a luminii)	$eu_{e}$	$I_{e}={\frac {d\Phi _{e}}{d\Omega }}$	Mar sr −1	Puterea luminii
Densitatea energiei radiației volumetrice	$U_{e}$	$U_{e}={\frac {dQ_{e}}{dV}}$	J m −3	Densitatea volumetrică a energiei luminoase
Luminozitate energetică	$Pe mine}$	$M_{e}={\frac {d\Phi _{e}}{dS_{1}}}$	W m −2	Luminozitate
Luminozitate energetică	$L_{e}$	$L_{e}={\frac {d^{2}\Phi _{e}}{d\Omega \,dS_{1}\,\cos \varepsilon }}$	W m −2 sr −1	Luminozitate
Luminozitate energetică integrală	$\Lambda _{e}$	$\Lambda _{e}=\int _{0}^{t}L_{e}(t')dt'$	J m −2 sr −1	Luminozitate integrală
Iradiere (iluminare energetică)	$E_e$	$E_{e}={\frac {d\Phi _{e}}{dS_{2}}}$	W m −2	iluminare
expunerea la energie	$El}$	$H_{e}={\frac {dQ_{e}}{dS_{2}}}$	J m −2	expunerea la lumină
Densitatea spectrală a energiei radiației	$Q_{{e,\lambda }}$	$Q_{{e\lambda }}={\frac {dQ_{e}}{d\lambda }}$	J m −1	Densitatea spectrală a energiei luminoase

Aici , este aria elementului de suprafață sursă, este aria elementului de suprafață receptor și este unghiul dintre normala la elementul de suprafață sursă și direcția de observare. $dS_{1}$ $dS_{2}$ $\varepsilon$

Note

↑ 1 2 GOST 7601-78. Optica fizica. Termeni, denumiri de litere și definiții ale cantităților de bază
↑ 1 2 GOST 26148-84. Fotometrie. Termeni și definiții.
↑ GOST 8.332-78. Sistem de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor. Măsurătorile luminii. Valorile eficienței luminoase spectrale relative a radiației monocromatice pentru vederea în timpul zilei. (link indisponibil) . Preluat la 12 iunie 2012. Arhivat din original la 4 octombrie 2013. (nedefinit)
↑ Termenul „echivalent fotometric al radiației” este folosit și în literatură.
↑ Numărul 683 lm/W este o valoare aproximativă , o valoare mai precisă este 683,002 lm/W. Consultați articolul Kandela pentru detalii . $K_{m}$
↑ GOST 8.417-2002. Sistem de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor. Unități de mărime. (link indisponibil) . Preluat la 12 iunie 2012. Arhivat din original la 10 noiembrie 2012. (nedefinit)
↑ Toate denumirile conform GOST 7601-78 și GOST 26148-84.
↑ Denumirea folosită în literatură, dar nu printre cele recomandate în sistemul SI și în GOST.

Mărimi fotometrice energetice

Energia radiațiilor
flux de radiații
Puterea medie de radiație
Puterea maximă de radiație
Luminozitate energetică
Puterea radiațiilor
Luminozitate energetică
Iradierea
Densitatea de putere a radiației de suprafață
Densitatea energiei radiațiilor de suprafață
Expunerea spațială
Iluminat energetic
expunerea la energie
Expunerea la energie spațială
Luminozitate energetică integrală
Densitatea energiei radiației volumetrice
Densitatea volumică a forței de radiație