Лучистый поток

Измерение лучистой энергии с течением времени

Блок-схема, описывающая взаимосвязь различных физических величин, включая лучистый поток и световую активность.

В радиометрии поток излучения или мощность излучения — это излучаемая, отраженная, передаваемая или полученная энергия излучения в единицу времени, а спектральный поток или спектральная мощность — это поток излучения на единицу частоты или длины волны , в зависимости от того, рассматривается ли спектр как функция частоты или длины волны. Единицей лучистого потока в системе СИ является ватт (Вт), один джоуль в секунду ( Дж/с ), тогда как единицей спектрального потока по частоте является ватт на герц ( Вт/Гц ), а спектрального потока по длине волны — ватт. на метр ( Вт/м ) — обычно это ватт на нанометр ( Вт/нм ).

Математические определения

Лучистый поток

Лучистый поток , обозначаемый Φ _e («e» означает «энергетический», чтобы избежать путаницы с фотометрическими величинами), определяется как ^[1]

$${\displaystyle {\begin{aligned}\Phi _{\mathrm {e} }&={\frac {dQ_{\mathrm {e} }}{dt}}\\[2pt]Q_{\mathrm {e} }&=\int _{\Sigma }\mathbf {S} \cdot {\hat {\mathbf {n} }}\,dA\end{aligned}}}$$

• t – время;
• Q _e —поток энергии поля из замкнутой поверхности Σ ;
• S — вектор Пойнтинга , представляющий текущую плотность лучистой энергии;
• n — вектор нормали к точке на Σ ;
• A представляет площадь Σ .

Но вместо этого используется среднее по времени нормы вектора Пойнтинга, поскольку в радиометрии это единственная величина, которую могут измерить детекторы излучения:

$${\displaystyle \Phi _{\mathrm {e} }\approx \int _{\Sigma }\langle |\mathbf {S} |\rangle \cos \alpha \ dA,}$$

⟨-⟩αn ${\displaystyle \langle |\mathbf {S} |\rangle .}$

Спектральный поток

Спектральный поток на частоте , обозначаемый Φ _{e, ν} , определяется как ^[1]

$${\displaystyle \Phi _{\mathrm {e} ,\nu }={\frac {\partial \Phi _{\mathrm {e} }}{\partial \nu }},}$$

ν

Спектральный поток на длине волны , обозначаемый Φ _{e, λ} , определяется как ^[1]

$${\displaystyle \Phi _{\mathrm {e} ,\lambda }={\frac {\partial \Phi _{\mathrm {e} }}{\partial \lambda }},}$$

λ

Радиометрические установки СИ

Сравнение фотометрических и радиометрических величин

1. Организации по стандартизации рекомендуют обозначать радиометрические величины суффиксом «e» (от «энергетические»), чтобы избежать путаницы с фотометрическими или фотонными величинами.
2. Иногда встречаются альтернативные символы: W или E для энергии излучения, P или F для потока излучения, I для излучения, W для мощности излучения.
3. Спектральные величины, заданные на единицу частоты , обозначаются суффиксом « ν » (греческая буква nu , не путать с буквой «v», обозначающей фотометрическую величину.)
4. Спектральные величины, приведённые на единицу длины волны , обозначаются суффиксом « λ ».
5. Направленные величины обозначаются суффиксом « Ом ».

Смотрите также

• Световой поток
• Поток горячего воздуха
• Мощность (физика)
• Радиосити (теплопередача)

Рекомендации

1. «Теплоизоляция. Теплопередача излучением. Физические величины и определения». ИСО 9288:1989 . Каталог ИСО . 1989 год . Проверено 15 марта 2015 г.

дальнейшее чтение

• Бойд, Роберт (1983). Радиометрия и обнаружение оптического излучения (серия «Чистая и прикладная оптика») . Уайли-Интерсайенс. ISBN 978-0-471-86188-1.