Strålende flux

I radiometri , strålende fluks eller stråleeffekt er den strålingsenergi som sendes ut, reflekteres, overføres eller mottas, per tidsenhet, og spektral fluks eller spektral effekt er den strålings fluksen per enhets frekvens eller bølgelengde , avhengig av om spekteret er tatt som en funksjon av frekvens eller av bølgelengde. Den SI-enhet for strålestrøm er den watt (W), som er den joule per sekund ( J / s ) i SI grunnenheter, mens det av spektral forandring i frekvens er watt pr hertz ( W / Hz ), og at i spektrale strømning i bølgelengde er watt per meter ( W / m ) —vanligvis watt per nanometer ( W / nm ).

Matematiske definisjoner

Strålingsstrøm , betegnet Φ _e ("e" for "energisk", for å unngå forveksling med fotometriske størrelser), er definert som

{\ displaystyle \ Phi _ {\ mathrm {e}} = {\ frac {\ partial Q _ {\ mathrm {e}}} {\ partial t}},}

hvor

∂ er delvis avledet symbol;
Q _e er den strålende energien som sendes ut, reflekteres, overføres eller mottas;
t er tiden.

Spektral strømning

Spektral strøm i frekvens , betegnet Φ _{e, ν} , er definert som

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

hvor ν er frekvensen.

Spektral strøm i bølgelengde , betegnet Φ _{e, λ} , er definert som

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

hvor λ er bølgelengden.

Forholdet til Poynting-vektoren

Man kan vise at strålingsstrømmen til en overflate er strømmen av Poynting-vektoren gjennom denne overflaten, derav navnet "strålingsstrøm":

{\ displaystyle \ Phi _ {\ mathrm {e}} = \ oint _ {\ Sigma} \ mathbf {S} \ cdot \ mathbf {\ hat {n}} \, \ mathrm {d} A = \ oint _ { \ Sigma} | \ mathbf {S} | \ cos \ alpha \, \ mathrm {d} A,}

hvor

Σ er overflaten;
S er Poynting-vektoren;
n er en enhetlig normalvektor til den overflaten;
A er arealet av den overflaten;
α er vinkelen mellom N og S .

Men tidsgjennomsnittet for normen til Poynting-vektoren brukes i stedet, fordi det i radiometri er den eneste mengden som strålingsdetektorer er i stand til å måle:

{\ displaystyle \ Phi _ {\ mathrm {e}} = \ oint _ {\ Sigma} \ langle | \ mathbf {S} | \ rangle \ cos \ alpha \, \ mathrm {d} A,}

der <•> er tidsgjennomsnittet.

SI-radiometrienheter

SI-radiometrienheter

v

t

e
Mengde		Enhet		Dimensjon	Merknader
Navn	Symbol	Navn	Symbol	Symbol	Merknader
Strålende energi	Q _e	joule	J	M ⋅ L ² ⋅ T ⁻²	Energi av elektromagnetisk stråling.
Strålende energitetthet	w _e	joule per kubikkmeter	J / m ³	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻²	Strålingsenergi per volumsenhet.
Strålende flux	Φ _e	watt	W = J / s	M ⋅ L ² ⋅ T ⁻³	Strålingsenergi som sendes ut, reflekteres, overføres eller mottas, per tidsenhet. Dette kalles noen ganger også "strålende kraft".
Spektral strømning	Φ _{e, ν}	watt per hertz	W / Hz	M ⋅ L ² ⋅ T ⁻²	Strålingsstrøm per frekvens eller bølgelengde. Sistnevnte måles ofte i W⋅nm ^-1 .
Spektral strømning	Φ _{e, λ}	watt per meter	W / m	M ⋅ L ⋅ T ⁻³
Strålende intensitet	Jeg _{e, Ω}	watt per steradian	W / sr	M ⋅ L ² ⋅ T ⁻³	Strålingsstrøm som sendes ut, reflekteres, overføres eller mottas, per enhet med solid vinkel. Dette er en retningsbestemt mengde.
Spektral intensitet	I _{e, Ω, ν}	watt per steradian per hertz	W⋅sr ⁻¹ ⋅Hz ⁻¹	M ⋅ L ² ⋅ T ⁻²	Strålingsintensitet per enhetsfrekvens eller bølgelengde. Sistnevnte måles ofte i W⋅sr ⁻¹ ⋅nm ⁻¹ . Dette er en retningsbestemt mengde.
Spektral intensitet	I _{e, Ω, λ}	watt per steradian per meter	W⋅sr ⁻¹ ⋅m ⁻¹	M ⋅ L ⋅ T ⁻³
Stråling	L _{e, Ω}	watt per steradian per kvadratmeter	W⋅sr ⁻¹ ⋅m ⁻²	M ⋅ T ⁻³	Strålingsstrøm emittert, reflektert, overført eller mottatt av en overflate , per enhet solid vinkel per enhet projisert område. Dette er en retningsbestemt mengde. Dette kalles noen ganger også forvirrende "intensitet".
Spektral utstråling	L _{e, Ω, ν}	watt per steradian per kvadratmeter per hertz	W⋅sr ⁻¹ ⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹	M ⋅ T ⁻²	Utstråling av en overflate per frekvens eller bølgelengde. Sistnevnte måles ofte i W⋅sr ⁻¹ ⋅m ⁻² ⋅nm ⁻¹ . Dette er en retningsbestemt mengde. Dette kalles noen ganger også forvirrende "spektralintensitet".
Spektral utstråling	L _{e, Ω, λ}	watt per steradian per kvadratmeter, per meter	W⋅sr ⁻¹ ⋅m ⁻³	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻³
Irradians Flux tetthet	E _e	watt per kvadratmeter	W / m ²	M ⋅ T ⁻³	Strålingsstrøm mottatt av en overflate per arealenhet. Dette kalles noen ganger også forvirrende "intensitet".
Spektral bestråling Spektral flytdensitet	E _{e, v}	watt per kvadratmeter per hertz	W⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹	M ⋅ T ⁻²	Bestråling av en overflate per frekvens eller bølgelengde. Dette kalles noen ganger også forvirrende "spektralintensitet". Ikke-SI-enheter for spektral flukstetthet omfatter Jansky (1 Jy = 10 ^-26 W⋅m ^-2 ⋅Hz ^-1 ) og solar fluks enhet (1 SFU = 10 ^-22 W⋅m ^-2 ⋅Hz ^-1 = 10 ⁴ Jy).
Spektral bestråling Spektral flytdensitet	E _{e, λ}	watt per kvadratmeter, per meter	W / m ³	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻³
Radiositet	J _e	watt per kvadratmeter	W / m ²	M ⋅ T ⁻³	Strålingsstrøm som etterlater (slippes ut, reflekteres og overføres av) en overflate per arealenhet. Dette kalles noen ganger også forvirrende "intensitet".
Spektral radiositet	J _{e, ν}	watt per kvadratmeter per hertz	W⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹	M ⋅ T ⁻²	Radiositet på en overflate per frekvens eller bølgelengde. Sistnevnte måles ofte i W⋅m ⁻² ⋅nm ⁻¹ . Dette kalles noen ganger også forvirrende "spektralintensitet".
Spektral radiositet	J _{e, λ}	watt per kvadratmeter, per meter	W / m ³	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻³
Strålende exitance	M _e	watt per kvadratmeter	W / m ²	M ⋅ T ⁻³	Radiant fluks som utsendes av et overflate pr arealenhet. Dette er den utstrålte komponenten av radiositet. "Radiant emittance" er et gammelt begrep for denne mengden. Dette kalles noen ganger også forvirrende "intensitet".
Spektral exitance	M _{e, ν}	watt per kvadratmeter per hertz	W⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹	M ⋅ T ⁻²	Strålende utgang av en overflate per frekvens eller bølgelengde. Sistnevnte måles ofte i W⋅m ⁻² ⋅nm ⁻¹ . "Spektral emittanse" er et gammelt begrep for denne mengden. Dette kalles noen ganger også forvirrende "spektralintensitet".
Spektral exitance	M _{e, λ}	watt per kvadratmeter, per meter	W / m ³	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻³
Strålende eksponering	H _e	joule per kvadratmeter	J / m ²	M ⋅ T ⁻²	Strålingsenergi mottatt av en overflate per arealenhet, eller tilsvarende bestråling av en overflate integrert over strålingstiden. Dette kalles noen ganger også "strålende flyt".
Spektral eksponering	H _{e, ν}	joule per kvadratmeter per hertz	J⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹	M ⋅ T ⁻¹	Strålende eksponering av en overflate per frekvens eller bølgelengde. Sistnevnte måles ofte i J⋅m ⁻² ⋅nm ⁻¹ . Dette kalles noen ganger også "spektral fluens".
Spektral eksponering	H _{e, λ}	joule per kvadratmeter, per meter	J / m ³	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻²
Halvkuleformet emissivitet	ε	Ikke relevant		1	Strålende utgang av en overflate , delt av en svart kropp ved samme temperatur som overflaten.
Spektral halvkuleformet emissivitet	ε _ν eller ε _λ	Ikke relevant		1	Spektral utgang av en overflate , delt på en svart kropp ved samme temperatur som overflaten.
Retningsbestemt emissivitet	ε _Ω	Ikke relevant		1	Stråling avgitt av en overflate , delt av den som avgis av en svart kropp ved samme temperatur som den overflaten.
Spektral retningsemisjon	ε _{Ω, ν} eller ε _{Ω, λ}	Ikke relevant		1	Spektral utstråling utgitt av en overflate , delt av den til en svart kropp ved samme temperatur som den overflaten.
Halvkuleformet absorpsjon	EN	Ikke relevant		1	Strålingsstrøm absorbert av en overflate , delt på den som mottas av den overflaten. Dette skal ikke forveksles med " absorbans ".
Spektral halvkuleformet absorpsjon	A _v eller A _λ	Ikke relevant		1	Spektral strømning absorbert av en overflate , delt på den som mottas av den overflaten. Dette skal ikke forveksles med " spektral absorbans ".
Retningsabsorpsjon	A _Ω	Ikke relevant		1	Stråling absorbert av en overflate , delt av strålingshendelsen på den overflaten. Dette skal ikke forveksles med " absorbans ".
Spektral retningsabsorpsjon	A _{Ω, ν} eller A _{Ω, λ}	Ikke relevant		1	Spektral utstråling absorbert av en overflate , delt av den spektrale utstrålingen som faller inn på den overflaten. Dette skal ikke forveksles med " spektral absorbans ".
Halvkuleformet refleksjon	R	Ikke relevant		1	Strålingsstrøm reflektert av en overflate , delt på den som mottas av den overflaten.
Spektral halvkuleformet refleksjon	R _ν eller R _λ	Ikke relevant		1	Spektral strøm reflektert av en overflate , delt på den som mottas av den overflaten.
Retningsrefleksjon	R _Ω	Ikke relevant		1	Stråling reflektert av en overflate , delt på den som mottas av den overflaten.
Spektral retningsrefleksjon	R _{Ω, ν} eller R _{Ω, λ}	Ikke relevant		1	Spektral utstråling reflektert av en overflate , delt på den som mottas av den overflaten.
Halvkuleoverføring	T	Ikke relevant		1	Strålingsstrøm overført av en overflate , delt på den som mottas av den overflaten.
Spektral halvkuleformet overføring	T _ν eller T _λ	Ikke relevant		1	Spektral strøm overføres av en overflate , delt på den som mottas av den overflaten.
Retningsbestemt overføring	T _Ω	Ikke relevant		1	Stråling overført av en overflate , delt på den som mottas av den overflaten.
Spektral retningsoverføring	T _{Ω, ν} eller T _{Ω, λ}	Ikke relevant		1	Spektral utstråling overført av en overflate , delt på den som mottas av den overflaten.
Halvsfærisk dempningskoeffisient	μ	gjensidig meter	m ⁻¹	L ⁻¹	Strålingsstrøm absorbert og spredt av et volum per lengdeenhet, delt på det som mottas av det volumet.
Spektral hemisfærisk dempningskoeffisient	μ _ν eller μ _λ	gjensidig meter	m ⁻¹	L ⁻¹	Spektral strålingsstrøm absorbert og spredt av et volum per lengdeenhet, delt på det som mottas av det volumet.
Retningsdempingskoeffisient	μ _Ω	gjensidig meter	m ⁻¹	L ⁻¹	Stråling absorbert og spredt av et volum per lengdeenhet, delt på det som mottas av det volumet.
Spektral retningsdempingskoeffisient	μ _{Ω, ν} eller μ _{Ω, λ}	gjensidig meter	m ⁻¹	L ⁻¹	Spektral utstråling absorbert og spredt av et volum per lengdeenhet, delt på det som mottas av det volumet.
Se også: SI · Radiometri · Fotometri

Se også

Referanser

Videre lesning

Boyd, Robert (1983). Radiometri og påvisning av optisk stråling (Pure & Applied Optics Series) . Wiley-intercience. ISBN 978-0-471-86188-1 .

Languages

In other projects

Strålende flux - Radiant flux

Innhold