Плотность лучистой энергии - Radiant energy density
В радиометрии , плотность энергии излучения является лучистой энергии на единицу объема . Единица СИ лучистой плотности энергии является джоуль на кубический метр (Дж / м 3 ).
Математическое определение
Плотность лучистой энергии , обозначаемая w e («e» для «энергичный», чтобы избежать путаницы с фотометрическими величинами), определяется как
где
- ∂ - символ частной производной ;
- Q e - лучистая энергия;
- V - объем.
Связь с другими радиометрическими величинами
Поскольку излучение всегда передает энергию, полезно задаться вопросом, какова скорость передачи. Если все излучение в данном месте распространяется в одном и том же направлении, то лучистый поток через единицу площади, перпендикулярной направлению распространения, определяется энергетической освещенностью :
где c - скорость распространения излучения.
Напротив, если интенсивность излучения одинакова во всех направлениях, как в полости в термодинамическом равновесии , то передача энергии лучше всего описывается яркостью :
Выход излучения через небольшое отверстие из такой полости составляет:
Эти соотношения могут быть использованы, например, при выводе уравнения излучения черного тела .
Блоки радиометрии СИ
| Количество | Ед. изм | Измерение | Ноты | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Имя | Условное обозначение | Имя | Условное обозначение | Условное обозначение | ||||
| Энергия излучения | Q e | джоуль | J | M ⋅ L 2 ⋅ T −2 | Энергия электромагнитного излучения. | |||
| Плотность лучистой энергии | ж е | джоуль на кубический метр | Дж / м 3 | M ⋅ L −1 ⋅ T −2 | Лучистая энергия на единицу объема. | |||
| Сияющий поток | Φ e | ватт | W = Дж / с | M ⋅ L 2 ⋅ T −3 | Излучаемая, отраженная, переданная или полученная энергия излучения в единицу времени. Иногда это также называют «сияющей силой». | |||
| Спектральный поток | Φ e, ν | ватт на герц | Вт / Гц | M ⋅ L 2 ⋅ T −2 | Лучистый поток на единицу частоты или длины волны. Последний обычно измеряется в Вт⋅нм -1 . | |||
| Ф е, λ | ватт на метр | Вт / м | M ⋅ L ⋅ T −3 | |||||
| Сияющая интенсивность | I e, Ω | ватт на стерадиан | Вт / ср | M ⋅ L 2 ⋅ T −3 | Излучаемый, отраженный, передаваемый или принимаемый поток излучения на единицу телесного угла. Это направленная величина. | |||
| Спектральная интенсивность | I e, Ω, ν | ватт на стерадиан на герц | W⋅sr −1 ⋅Hz −1 | M ⋅ L 2 ⋅ T −2 | Интенсивность излучения на единицу частоты или длины волны. Последний обычно измеряется в Вт⋅ср −1 нм −1 . Это направленная величина. | |||
| I e, Ω, λ | ватт на стерадиан на метр | W⋅sr −1 ⋅m −1 | M ⋅ L ⋅ T −3 | |||||
| Сияние | L e, Ω | ватт на стерадиан на квадратный метр | W⋅sr −1 ⋅m −2 | M ⋅ T −3 | Лучистый поток, излучаемый, отраженный, передаваемый или принимаемый поверхностью , на единицу телесного угла на единицу площади проекции. Это направленная величина. Иногда это также ошибочно называют «интенсивностью». | |||
| Спектральное сияние | L e, Ω, ν | ватт на стерадиан на квадратный метр на герц | W⋅sr −1 ⋅m −2 ⋅Hz −1 | M ⋅ T −2 | Яркость поверхности на единицу частоты или длины волны. Последний обычно измеряется в Вт⋅sr −1 m −2 nm −1 . Это направленная величина. Иногда это также ошибочно называют «спектральной интенсивностью». | |||
| L e, Ω, λ | ватт на стерадиан на квадратный метр, на метр | W⋅sr −1 ⋅m −3 | M ⋅ L −1 ⋅ T −3 | |||||
|
Энергия излучения Плотность потока |
E e | ватт на квадратный метр | Вт / м 2 | M ⋅ T −3 | Лучистый поток , полученный с помощью поверхности на единицу площади. Иногда это также ошибочно называют «интенсивностью». | |||
|
Спектральная освещенность Спектральная плотность потока |
E e, ν | ватт на квадратный метр на герц | Вт⋅м −2 ⋅Гц −1 | M ⋅ T −2 | Освещенность поверхности на единицу частоты или длины волны. Иногда это также ошибочно называют «спектральной интенсивностью». Единицы измерения спектральной плотности потока, не входящие в систему СИ, включают янский (1 Ян = 10 −26 Вт⋅м −2 Гц −1 ) и единицу солнечного потока (1 sfu = 10 −22 Вт⋅м −2 ⋅Гц −1 = 10 4). Jy). | |||
| E e, λ | ватт на квадратный метр, на метр | Вт / м 3 | M ⋅ L −1 ⋅ T −3 | |||||
| Лучистость | J e | ватт на квадратный метр | Вт / м 2 | M ⋅ T −3 | Лучистый поток, покидающий (испускаемый, отраженный и проходящий) поверхность на единицу площади. Иногда это также ошибочно называют «интенсивностью». | |||
| Спектральное излучение | J e, ν | ватт на квадратный метр на герц | Вт⋅м −2 ⋅Гц −1 | M ⋅ T −2 | Сияние поверхности на единицу частоты или длины волны. Последний обычно измеряется в Вт⋅м −2 нм −1 . Иногда это также ошибочно называют «спектральной интенсивностью». | |||
| J e, λ | ватт на квадратный метр, на метр | Вт / м 3 | M ⋅ L −1 ⋅ T −3 | |||||
| Сияющая выходность | М е | ватт на квадратный метр | Вт / м 2 | M ⋅ T −3 | Лучистый поток , излучаемый на поверхности на единицу площади. Это излучаемый компонент излучения. «Излучение излучения» - старый термин для обозначения этой величины. Иногда это также ошибочно называют «интенсивностью». | |||
| Спектральная выходность | М е, ν | ватт на квадратный метр на герц | Вт⋅м −2 ⋅Гц −1 | M ⋅ T −2 | Излучение поверхности на единицу частоты или длины волны. Последний обычно измеряется в Вт⋅м −2 нм −1 . «Спектральный коэффициент излучения» - старый термин для обозначения этой величины. Иногда это также ошибочно называют «спектральной интенсивностью». | |||
| M e, λ | ватт на квадратный метр, на метр | Вт / м 3 | M ⋅ L −1 ⋅ T −3 | |||||
| Сияющее воздействие | H e | джоуль на квадратный метр | Дж / м 2 | M ⋅ T −2 | Лучистая энергия, получаемая поверхностью на единицу площади, или, что эквивалентно, освещенность поверхности, интегрированная во времени облучения. Иногда это также называют «сияющим флюенсом». | |||
| Спектральная экспозиция | H e, ν | джоуль на квадратный метр на герц | Дж⋅м −2 ⋅Гц −1 | M ⋅ T −1 | Излучение поверхности на единицу частоты или длины волны. Последний обычно измеряется в Дж⋅м −2 нм −1 . Иногда это также называют «спектральным флюенсом». | |||
| H e, λ | джоуль на квадратный метр, на метр | Дж / м 3 | M ⋅ L −1 ⋅ T −2 | |||||
| Полусферический коэффициент излучения | ε | N / A | 1 | Излучение поверхности , деленное на выход черного тела при той же температуре, что и эта поверхность. | ||||
| Спектральная полусферическая излучательная способность |
ε ν или ε λ |
N / A | 1 | Спектральная светимость поверхности , деленная на светимость черного тела при той же температуре, что и эта поверхность. | ||||
| Направленная излучательная способность | ε Ω | N / A | 1 | Излучение , излучаемый на поверхности , разделенные , что излучаемый черного тела при той же температуре , как эта поверхность. | ||||
| Спектрально-направленная излучательная способность |
ε Ω, ν или ε Ω, λ |
N / A | 1 | Спектральное свечение , излучаемое на поверхность , деленное на том , что из черного тела при той же температуре , как эта поверхность. | ||||
| Полусферическое поглощение | А | N / A | 1 | Лучистый поток поглощается на поверхность , деленный на которые получены этой поверхность. Не следует путать с « поглощением ». | ||||
| Спектральное полусферическое поглощение |
A ν или A λ |
N / A | 1 | Спектральный поток поглощается на поверхности , деленная на которые получены этой поверхности. Это не следует путать со « спектральным поглощением ». | ||||
| Направленное поглощение | А Ом | N / A | 1 | Излучение поглощается на поверхности , деленной на сияния падающего на эту поверхность. Не следует путать с « поглощением ». | ||||
| Спектральное направленное поглощение |
A Ω, ν или A Ω, λ |
N / A | 1 | Спектральный сияния поглощается на поверхности , деленной на спектральной энергетической яркости падающего на эту поверхность. Это не следует путать со « спектральным поглощением ». | ||||
| Полусферическое отражение | р | N / A | 1 | Лучистый поток, отраженный от поверхности , делится на поток , принимаемый этой поверхностью. | ||||
| Спектральная полусферическая отражательная способность |
R ν или R λ |
N / A | 1 | Спектральный поток отражается на поверхности , деленная на которые получены этой поверхности. | ||||
| Направленное отражение | R Ом | N / A | 1 | Излучение отражается на поверхности , деленной на том , что полученные с помощью этой поверхности. | ||||
| Спектральное направленное отражение |
R Ω, ν или R Ω, λ |
N / A | 1 | Спектральное сияние отражается на поверхность , деленный на которые получены этой поверхность. | ||||
| Полусферический коэффициент пропускания | Т | N / A | 1 | Лучевой поток передается по поверхности , деленная на которые получены этой поверхности. | ||||
| Спектральное полусферическое пропускание |
T ν или T λ |
N / A | 1 | Спектральный поток передается по поверхности , деленная на которые получены этой поверхности. | ||||
| Направленное пропускание | Т Ом | N / A | 1 | Излучение передается по поверхности , деленная на которые получены этой поверхности. | ||||
| Спектрально-направленное пропускание |
T Ω, ν или T Ω, λ |
N / A | 1 | Спектральное сияние передается по поверхности , деленный на которые получены этой поверхность. | ||||
| Полусферический коэффициент затухания | μ | обратный счетчик | м −1 | L −1 | Поток излучения, поглощаемый и рассеиваемый на объем на единицу длины, деленный на полученный этим объемом. | |||
| Коэффициент спектрального полусферического ослабления |
μ ν или μ λ |
обратный счетчик | м −1 | L −1 | Спектральный лучистого потока поглощается и рассеивается по объему на единицу длины, деленное на том , что полученные этим объемом. | |||
| Коэффициент направленного затухания | μ Ом | обратный счетчик | м −1 | L −1 | Сияние поглощается и рассеивается на объем на единицу длины, деленный на полученное этим объемом. | |||
| Коэффициент направленного спектрального ослабления |
μ Ω, ν или μ Ω, λ |
обратный счетчик | м −1 | L −1 | Спектральная яркость поглощается и рассеивается на объем на единицу длины, деленный на полученное этим объемом. | |||
| См. Также: SI · Радиометрия · Фотометрия. | ||||||||