Sálavý tok - Radiant flux
![]() | tento článek potřebuje další citace pro ověření.Prosince 2009) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) ( |
v radiometrie, sálavý tok nebo zářivý výkon je zářivá energie - emitované, odražené, vysílané nebo přijímané za jednotku času a - spektrální tok nebo spektrální síla je radiační tok na jednotku frekvence nebo vlnová délka, podle toho, zda spektrum je bráno jako funkce frekvence nebo vlnové délky. The Jednotka SI sálavého toku je watt (W), to je joule za vteřinu (J / s) v základních jednotkách SI, zatímco spektrální tok ve frekvenci je watt na hertz (W / Hz) a spektrální tok ve vlnové délce je watt na metr (W / m) - obvykle watt na nanometr (W / nm).
Matematické definice
Sálavý tok
Sálavý tok, označeno ΦE („e“ pro „energický“, aby nedošlo k záměně s fotometrické množství), je definována jako[1]
kde
- ∂ je parciální derivace symbol;
- QE je vyzařovaná, odražená, vysílaná nebo přijímaná zářivá energie;
- t je čas.
Spektrální tok
Spektrální tok frekvence, označeno Φe, ν, je definován jako[1]
kde ν je frekvence.
Spektrální tok ve vlnové délce, označeno Φe, λ, je definován jako[1]
kde λ je vlnová délka.
Vztah s Poyntingovým vektorem
Lze ukázat, že zářivý tok a povrch je tok z Poyntingův vektor skrz tento povrch, odtud název „radiační tok“:
kde
- Σ je povrch;
- S je Poyntingův vektor;
- n je jednotka normální vektor na ten povrch;
- A je plocha tohoto povrchu;
- α je úhel mezi n a S.
Místo toho se ale používá časový průměr normy Poyntingova vektoru, protože v radiometrii je to jediná veličina, kterou jsou detektory záření schopné měřit:
kde <•> je časový průměr.
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−1.Nm−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 emitovaný, odražený, vysílaný nebo přijímaný a povrch, na jednotku plného úhlu na jednotku promítané 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−2.Nm−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−2.Nm−1. „Spektrální emittance“ je starý termín pro tuto veličinu. 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 přijatá 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).
Viz také
Reference
- ^ A b C "Tepelná izolace - Přenos tepla sáláním - Fyzikální veličiny a definice". ISO 9288: 1989. ISO katalog. 1989. Citováno 2015-03-15.
Další čtení
- Boyd, Robert (1983). Radiometrie a detekce optického záření (řada Pure & Applied Optics Series). Wiley-Interscience. ISBN 978-0-471-86188-1.