Hustota sálavé energie - Radiant energy density
v radiometrie, hustota zářivé energie je zářivá energie za jednotku objem.[1] The Jednotka SI zářivý hustota energie je joule za metr krychlový (J / m3).
Matematická definice
Hustota sálavé energie, označeno wE („e“ pro „energický“, aby nedošlo k záměně s fotometrickými veličinami), je definováno jako[2]
kde
- ∂ je parciální derivace symbol;
- QE je zářivá energie;
- PROTI je objem.
Vztah k jiným radiometrickým veličinám
Protože záření vždy vysílá energie,[2] je užitečné se ptát, jaká je rychlost přenosu. Pokud se veškeré záření v daném místě šíří stejným směrem, pak je zářivý tok jednotkovou oblastí kolmou ke směru šíření dán ozáření:[2]
kde C je rychlost šíření záření.
Naopak, pokud je intenzita záření stejná ve všech směrech, jako v dutině v a termodynamická rovnováha, pak je přenos energie nejlépe popsán pomocí záře:[3]
Zářivý východ skrz malý otvor z takové dutiny je:[4]
Tyto vztahy lze použít například v záření černého tělesa derivace rovnice.
Radiometrické jednotky SI
| Množství | Jednotka | Dimenze | Poznámky | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| název | Symbol[poznámka 1] | název | Symbol | Symbol | ||||
| Zářivá energie | QE[pozn. 2] | joule | J | M⋅L2⋅T−2 | Energie elektromagnetického záření. | |||
| Hustota sálavé energie | wE | joule na metr krychlový | J / m3 | M⋅L−1⋅T−2 | Sálavá energie na jednotku objemu. | |||
| Sálavý tok | ΦE[pozn. 2] | watt | Ž = J / s | M⋅L2⋅T−3 | Vyzařovaná, odražená, vysílaná nebo přijímaná sálavá energie za jednotku času. Tomu se někdy také říká „zářivý výkon“. | |||
| Spektrální tok | Φe, ν[pozn. 3] | watt na hertz | W /Hz | M⋅L2⋅T−2 | Sálavý tok na jednotku frekvence nebo vlnové délky. Ta se běžně měří ve W⋅nm−1. | |||
| Φe, λ[pozn. 4] | watt na metr | W / m | M⋅L⋅T−3 | |||||
| Intenzita záření | Jáe, Ω[pozn. 5] | watt na steradský | W /sr | M⋅L2⋅T−3 | Vyzařovaný, odražený, vysílaný nebo přijímaný tok záření na jednotku plného úhlu. Tohle je směrový Množství. | |||
| Spektrální intenzita | Jáe, Ω, ν[pozn. 3] | watt na steradián za hertz | W⋅sr−1⋅Hz−1 | M⋅L2⋅T−2 | Intenzita záření na jednotku frekvence nebo vlnové délky. Ta se běžně měří ve W⋅sr−1Mnm−1. Tohle je směrový Množství. | |||
| Jáe, Ω, λ[pozn. 4] | watt na steradián na metr | W⋅sr−1.M−1 | M⋅L⋅T−3 | |||||
| Záře | Le, Ω[pozn. 5] | watt na steradián na metr čtvereční | W⋅sr−1.M−2 | M⋅T−3 | Sálavý tok vyzařovaný, odrážený, vysílaný nebo přijímaný a povrch, na jednotku plného úhlu na jednotku projektované plochy. Tohle je směrový Množství. Toto se někdy také matoucí nazývá „intenzita“. | |||
| Spektrální záření | Le, Ω, ν[pozn. 3] | watt na steradián na metr čtvereční na hertz | W⋅sr−1.M−2⋅Hz−1 | M⋅T−2 | Zář a povrch na jednotku frekvence nebo vlnové délky. Ta se běžně měří ve W⋅sr−1.M−2Mnm−1. Tohle je směrový Množství. Toto se někdy také matoucí nazývá „spektrální intenzita“. | |||
| Le, Ω, λ[pozn. 4] | watt na steradián na metr čtvereční, na metr | W⋅sr−1.M−3 | M⋅L−1⋅T−3 | |||||
| Ozáření Magneticka indukce | EE[pozn. 2] | watt na metr čtvereční | W / m2 | M⋅T−3 | Sálavý tok obdržel podle a povrch na jednotku plochy. Toto se někdy také matoucí nazývá „intenzita“. | |||
| Spektrální ozáření Hustota spektrálního toku | Ee, ν[pozn. 3] | watt na metr čtvereční na hertz | W⋅m−2⋅Hz−1 | M⋅T−2 | Ozáření a povrch na jednotku frekvence nebo vlnové délky. Toto se někdy také matoucí nazývá „spektrální intenzita“. Mezi ne-SI jednotky spektrální hustoty toku patří jansky (1 Jy = 10−26 W⋅m−2⋅Hz−1) a jednotka solárního toku (1 sfu = 10−22 W⋅m−2⋅Hz−1 = 104 Jy). | |||
| Ee, λ[pozn. 4] | watt na metr čtvereční, na metr | W / m3 | M⋅L−1⋅T−3 | |||||
| Radiosity | JE[pozn. 2] | watt na metr čtvereční | W / m2 | M⋅T−3 | Sálavý tok odcházející (emitované, odražené a přenášené) a povrch na jednotku plochy. Toto se někdy také matoucí nazývá „intenzita“. | |||
| Spektrální radiosita | Je, ν[pozn. 3] | watt na metr čtvereční na hertz | W⋅m−2⋅Hz−1 | M⋅T−2 | Radiosity a povrch na jednotku frekvence nebo vlnové délky. Ta se běžně měří ve W⋅m−2Mnm−1. Toto se někdy také matoucí nazývá „spektrální intenzita“. | |||
| Je, λ[pozn. 4] | watt na metr čtvereční, na metr | W / m3 | M⋅L−1⋅T−3 | |||||
| Zářivý východ | ME[pozn. 2] | watt na metr čtvereční | W / m2 | M⋅T−3 | Sálavý tok emitované podle a povrch na jednotku plochy. Toto je emitovaná složka radiosity. „Sálavá emise“ je pro tuto veličinu starý termín. Toto se někdy také matoucí nazývá „intenzita“. | |||
| Spektrální exitance | Me, ν[pozn. 3] | watt na metr čtvereční na hertz | W⋅m−2⋅Hz−1 | M⋅T−2 | Zářivý východ a povrch na jednotku frekvence nebo vlnové délky. Ta se běžně měří ve W⋅m−2Mnm−1. „Spektrální emise“ je pro tuto veličinu starý termín. Toto se někdy také matoucí nazývá „spektrální intenzita“. | |||
| Me, λ[pozn. 4] | watt na metr čtvereční, na metr | W / m3 | M⋅L−1⋅T−3 | |||||
| Radiační expozice | HE | joule na metr čtvereční | J / m2 | M⋅T−2 | Sálavá energie přijímaná a povrch na jednotku plochy nebo ekvivalentní ozáření a povrch integrovaný v průběhu doby ozařování. Toto se někdy také nazývá „zářivé záření“. | |||
| Spektrální expozice | He, ν[pozn. 3] | joule na metr čtvereční na hertz | J⋅m−2⋅Hz−1 | M⋅T−1 | Radiační expozice a povrch na jednotku frekvence nebo vlnové délky. Ta se běžně měří v J⋅m−2Mnm−1. Toto se někdy také nazývá „spektrální fluence“. | |||
| He, λ[pozn. 4] | joule na metr čtvereční, na metr | J / m3 | M⋅L−1⋅T−2 | |||||
| Polokulovitá emisivita | ε | N / A | 1 | Zářivý východ a povrch, děleno a černé tělo při stejné teplotě jako ten povrch. | ||||
| Spektrální hemisférická emisivita | εν nebo ελ | N / A | 1 | Spektrální exitance a povrch, děleno a černé tělo při stejné teplotě jako ten povrch. | ||||
| Směrová emisivita | εΩ | N / A | 1 | Záře emitované podle a povrch, děleno tím, že vyzařuje a černé tělo při stejné teplotě jako ten povrch. | ||||
| Spektrální směrová emisivita | εΩ, ν nebo εΩ, λ | N / A | 1 | Spektrální záření emitované podle a povrch, děleno a černé tělo při stejné teplotě jako ten povrch. | ||||
| Polokulová absorbance | A | N / A | 1 | Sálavý tok vstřebává podle a povrch, děleno tím, co obdržel tento povrch. To by nemělo být zaměňováno s „absorbance ". | ||||
| Spektrální polokulová absorbance | Aν nebo Aλ | N / A | 1 | Spektrální tok vstřebává podle a povrch, děleno tím, co obdržel tento povrch. To by nemělo být zaměňováno s „spektrální absorbance ". | ||||
| Směrová absorbance | AΩ | N / A | 1 | Záře vstřebává podle a povrch, děleno zářením dopadajícím na tento povrch. To by nemělo být zaměňováno s „absorbance ". | ||||
| Spektrální směrová absorbance | AΩ, ν nebo AΩ, λ | N / A | 1 | Spektrální záření vstřebává podle a povrch, děleno spektrálním zářením dopadajícím na tento povrch. To by nemělo být zaměňováno s „spektrální absorbance ". | ||||
| Polokulová odrazivost | R | N / A | 1 | Sálavý tok odráží podle a povrch, děleno tím, co obdržel tento povrch. | ||||
| Spektrální polokulová odrazivost | Rν nebo Rλ | N / A | 1 | Spektrální tok odráží podle a povrch, děleno tím, co obdržel tento povrch. | ||||
| Směrová odrazivost | RΩ | N / A | 1 | Záře odráží podle a povrch, děleno tím, co obdržel tento povrch. | ||||
| Spektrální směrová odrazivost | RΩ, ν nebo RΩ, λ | N / A | 1 | Spektrální záření odráží podle a povrch, děleno tím, co obdržel tento povrch. | ||||
| Polokulovitá propustnost | T | N / A | 1 | Sálavý tok přenášeno podle a povrch, děleno tím, co obdržel tento povrch. | ||||
| Spektrální hemisférická propustnost | Tν nebo Tλ | N / A | 1 | Spektrální tok přenášeno podle a povrch, děleno tím, co obdržel tento povrch. | ||||
| Směrová propustnost | TΩ | N / A | 1 | Záře přenášeno podle a povrch, děleno tím, co obdržel tento povrch. | ||||
| Spektrální směrová propustnost | TΩ, ν nebo TΩ, λ | N / A | 1 | Spektrální záření přenášeno podle a povrch, děleno tím, co obdržel tento povrch. | ||||
| Polokulovitý útlumový koeficient | μ | reciproční metr | m−1 | L−1 | Sálavý tok vstřebává a rozptýlené podle a objem na jednotku délky děleno počtem přijatým tímto objemem. | |||
| Spektrální polokulovitý útlumový koeficient | μν nebo μλ | reciproční metr | m−1 | L−1 | Spektrální zářivý tok vstřebává a rozptýlené podle a objem na jednotku délky děleno počtem přijatým tímto objemem. | |||
| Koeficient útlumu směru | μΩ | reciproční metr | m−1 | L−1 | Záře vstřebává a rozptýlené podle a objem na jednotku délky děleno počtem přijatým tímto objemem. | |||
| Spektrální směrový koeficient útlumu | μΩ, ν nebo μΩ, λ | reciproční metr | m−1 | L−1 | Spektrální záření vstřebává a rozptýlené podle a objem na jednotku délky děleno počtem přijatým tímto objemem. | |||
| Viz také: SI · Radiometrie · Fotometrie | ||||||||
- ^ Organizace pro normalizaci doporučuji radiometrické množství by měl být označen příponou "e" (pro "energický"), aby nedošlo k záměně s fotometrickými nebo foton množství.
- ^ A b C d E Někdy se vyskytují alternativní symboly: Ž nebo E pro sálavou energii, P nebo F pro sálavý tok, Já pro ozáření Ž pro zářivý výstup.
- ^ A b C d E F G Spektrální množství udávané na jednotku frekvence jsou označeny příponou "ν „(Řecky) - nelze zaměňovat s příponou„ v “(pro„ vizuální “) označující fotometrickou veličinu.
- ^ A b C d E F G Spektrální množství udávané na jednotku vlnová délka jsou označeny příponou "λ " (Řecký).
- ^ A b Směrové veličiny jsou označeny příponou "Ω " (Řecký).
Reference
- ^ IUPAC, Kompendium chemické terminologie, 2. vyd. („Zlatá kniha“) (1997). Online opravená verze: (2006–) “Hustota sálavé energie ". doi:10.1351 / goldbook.goldbook.R05040
- ^ A b C Karel Rusňák. Přenos energie elektromagnetickým vlněním. Katedra fyziky, Fakulta aplikovaných věd, Západočeská univerzita. 2005-11. Navštíveno 6. 10. 2013
- ^ Max Planck. Teorie tepelného záření. Rovnice 21. 1914.
- ^ Max Planck. Teorie tepelného záření. Rovnice 7. 1914.