Intenzita záření

v radiometrie, intenzita záření je sálavý tok emitované, odražené, vysílané nebo přijímané na jednotku plný úhel, a spektrální intenzita je intenzita záření na jednotku frekvence nebo vlnová délka, podle toho, zda spektrum je bráno jako funkce frekvence nebo vlnové délky. Tyto jsou směrový množství. The Jednotka SI intenzity záření je watt za steradský (W / sr), zatímco spektrální intenzita frekvence je watt na steradián za hertz (W · sr⁻¹·Hz⁻¹) a spektrální intenzita vlnové délky je watt na steradián na metr (W · sr⁻¹· M⁻¹) - obvykle watt na steradián na nanometr (W · sr⁻¹· Nm⁻¹). Intenzita záření se liší od ozáření a zářivý výstup, které se často nazývají intenzita v pobočkách fyzika kromě radiometrie. v vysokofrekvenční inženýrství, někdy se nazývá intenzita záření intenzita záření.

Matematické definice

Intenzita záření, označeno Já_{e, Ω} („e“ pro „energický“, aby nedošlo k záměně s fotometrickými veličinami, a „Ω“ pro označení, že se jedná o směrový množství), je definována jako^[1]

{ displaystyle I _ { mathrm {e}, Omega} = { frac { částečné Phi _ { mathrm {e}}} { částečné Omega}},}

kde

∂ je parciální derivace symbol;
Φ_E je sálavý tok emitované, odražené, vysílané nebo přijímané;
Ω je plný úhel.

Obecně, Já_{e, Ω} je funkce úhlu pohledu θ a potenciálně azimutový úhel. Pro speciální případ a Lambertian povrch, Já_{e, Ω} následuje Lambertův kosinový zákon Já_{e, Ω} = Já₀ cos θ.

Při výpočtu intenzity záření vyzařovaného zdrojem Ω odkazuje na plný úhel, do kterého je světlo vyzařováno. Při výpočtu záření přijímaného detektorem Ω odkazuje na plný úhel, který zdroj svírá při pohledu z tohoto detektoru.

Spektrální intenzita

Spektrální intenzita ve frekvenci, označeno Já_{e, Ω, ν}, je definován jako^[1]

{ displaystyle I _ { mathrm {e}, Omega, nu} = { frac { částečné I _ { mathrm {e}, Omega}} { částečné nu}},}

kde ν je frekvence.

Spektrální intenzita vlnové délky, označeno Já_{e, Ω, λ}, je definován jako^[1]

{ displaystyle I _ { mathrm {e}, Omega, lambda} = { frac { částečné I _ { mathrm {e}, Omega}} { částečné lambda}},}

kde λ je vlnová délka.

Vysokofrekvenční inženýrství

Intenzita záření se používá k charakterizaci emise záření pomocí anténa:^[2]

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

kde

E_E je ozáření antény;
r je vzdálenost od antény.

Na rozdíl od hustoty výkonu, intenzita záření nezávisí na vzdálenosti: protože intenzita záření je definována jako výkon v pevném úhlu, klesá hustota výkonu na vzdálenost v důsledku zákon inverzního čtverce je kompenzováno zvětšením plochy se vzdáleností.

Radiometrické jednotky SI

Radiometrické jednotky SI
Množství		Jednotka		Dimenze	Poznámky
název	Symbol^{[poznámka 1]}	název	Symbol	Symbol	Poznámky
Zářivá energie	Q_E^{[pozn. 2]}	joule	J	M⋅L²⋅T⁻²	Energie elektromagnetického záření.
Hustota sálavé energie	w_E	joule na metr krychlový	J / m³	M⋅L⁻¹⋅T⁻²	Sálavá energie na jednotku objemu.
Sálavý tok	Φ_E^{[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	Φ_{e, 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.
Spektrální tok	Φ_{e, λ}^{[pozn. 4]}	watt na metr	W / m	M⋅L⋅T⁻³
Intenzita záření	Já_{e, 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	Já_{e, 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.
Spektrální intenzita	Já_{e, Ω, λ}^{[pozn. 4]}	watt na steradián na metr	W⋅sr⁻¹.M⁻¹	M⋅L⋅T⁻³
Záře	L_{e, 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	L_{e, 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“.
Spektrální záření	L_{e, 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	E_E^{[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	E_{e, 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).
Spektrální ozáření Hustota spektrálního toku	E_{e, λ}^{[pozn. 4]}	watt na metr čtvereční, na metr	W / m³	M⋅L⁻¹⋅T⁻³
Radiosity	J_E^{[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	J_{e, 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“.
Spektrální radiosita	J_{e, λ}^{[pozn. 4]}	watt na metr čtvereční, na metr	W / m³	M⋅L⁻¹⋅T⁻³
Zářivý východ	M_E^{[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	M_{e, 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 emittance“ je starý termín pro tuto veličinu. Toto se někdy také matoucí nazývá „spektrální intenzita“.
Spektrální exitance	M_{e, λ}^{[pozn. 4]}	watt na metr čtvereční, na metr	W / m³	M⋅L⁻¹⋅T⁻³
Radiační expozice	H_E	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	H_{e, 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“.
Spektrální expozice	H_{e, 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	ε_ν nebo ε_λ	N / A		1	Spektrální exitance a povrch, děleno a černé tělo při stejné teplotě jako ten povrch.
Směrová emisivita	ε_Ω	N / A		1	Záře emitované podle a povrch, děleno tím, že vyzařuje a černé tělo při stejné teplotě jako ten povrch.
Spektrální směrová emisivita	ε_{Ω, ν} nebo ε_{Ω, 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	A_ν nebo A_λ	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	A_Ω	N / A		1	Záře vstřebává podle a povrch, děleno zářením dopadajícím na tento povrch. To by nemělo být zaměňováno s „absorbance ".
Spektrální směrová absorbance	A_{Ω, ν} nebo A_{Ω, 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	R_ν nebo R_λ	N / A		1	Spektrální tok odráží podle a povrch, děleno tím, co obdržel tento povrch.
Směrová odrazivost	R_Ω	N / A		1	Záře odráží podle a povrch, děleno tím, co obdržel tento povrch.
Spektrální směrová odrazivost	R_{Ω, ν} nebo R_{Ω, 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	T_ν nebo T_λ	N / A		1	Spektrální tok přenášeno podle a povrch, děleno tím, co obdržel tento povrch.
Směrová propustnost	T_Ω	N / A		1	Záře přenášeno podle a povrch, děleno tím, co obdržel tento povrch.
Spektrální směrová propustnost	T_{Ω, ν} nebo T_{Ω, 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	μ_ν nebo μ_λ	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	μ_Ω	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	μ_{Ω, ν} nebo μ_{Ω, 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.
^ de Kraus, John; Marhefka, Ronald J. (2002). Antény pro všechny aplikace (3. vyd.). ISBN 0-07-232103-2.

externí odkazy

Záření: aktivita a intenzita Centrum zdrojů NDE / NDT

[note-suffix-e-3] Organizace pro normalizaci doporučuji radiometrické množství by měl být označen příponou "e" (pro "energický"), aby nedošlo k záměně s fotometrickými nebo foton množství.

[note-alternative-symbol-radiometric-4] 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.

[note-suffix-nu-5] 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.

[note-suffix-lambda-6] A ^b ^C ^d ^E ^F ^G Spektrální množství udávané na jednotku vlnová délka jsou označeny příponou "λ " (Řecký).

[note-suffix-omega-7] A ^b Směrové veličiny jsou označeny příponou "Ω " (Řecký).

[ISO_9288-1989-1] A ^b ^C "Tepelná izolace - Přenos tepla sáláním - Fyzikální veličiny a definice". ISO 9288: 1989. ISO katalog. 1989. Citováno 2015-03-15.

[Antennas_for_all_applications-2] Kraus, John; Marhefka, Ronald J. (2002). Antény pro všechny aplikace (3. vyd.). ISBN 0-07-232103-2.

[1]

[2]

[poznámka 1]

[pozn. 2]

[pozn. 3]

[pozn. 4]

[pozn. 5]