Русская Википедия:Облучённость (фотометрия)

Содержание

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Шаблон:Физическая величина Облучённость <math>E_e</math> — физическая величина, одна из энергетических фотометрических величин. Характеризует поверхностную плотность мощности излучения, падающего на поверхность. Количественно равна отношению потока излучения <math>d\Phi_e</math>, падающего на малый участок поверхности, к площади этого участка <math>dS</math>:

<math>E_e=\frac{d\Phi_e}{dS}.</math>

Численно облучённость равна модулю составляющей вектора Пойнтинга, перпендикулярной поверхности, усредненной за время, существенно превосходящее период электромагнитных колебаний.

Единица измерения в Международной системе единиц (СИ): Вт·м⁻².

Если поверхность освещается точечным источником, то для её облучённости выполняется:

<math>E_e=\frac{I_e}{r^2}\cos\theta,</math>

где <math>I_e</math> — сила излучения источника в направлении интересующей точки поверхности, <math>r</math> — расстояние между этой точкой и источником, а <math>\theta</math> — угол, который нормаль к поверхности образует с направлением на источник.

Другое, используемое в литературе, но не предусмотренное ГОСТом наименование облучённости, — энергетическая освещённость.

Спектральная плотность облучённости

Файл:Solar Spectrum.png

Спектры облучённости, создаваемой солнечным излучением над атмосферой Земли и на уровне моря.

Спектральная плотность облучённости <math>E_{e,\lambda}</math> — отношение величины облученности <math>dE_e,</math> приходящейся на малый спектральный интервал <math>d\lambda,</math> к ширине этого интервала:

<math>E_{e,\lambda}(\lambda)=\frac{dE_e}{d\lambda}.</math>

Единицей измерения <math>E_{e,\lambda}</math> в системе СИ является Вт·м⁻³. Поскольку длины волн принято измерять в нанометрах, то на практике используется Вт·м⁻²·нм⁻¹.

Зависимость спектральной плотности облучённости от длины волны излучения называют спектром облучённости. На рисунке представлены спектры облучённости, создаваемой солнечным излучением за пределами земной атмосферы и на уровне моря. Там же для сравнения приведен спектр излучения абсолютно черного тела нагретого до температуры 5250 °С (~ 5525 К). Видно, что облучённость на поверхности Земли заметно ниже, чем в космосе, из-за поглощения излучения газами, составляющими атмосферу.

Световой аналог

В системе световых фотометрических величин аналогом облучённости является освещённость <math>E_v</math>. По отношению к облучённости освещённость является редуцированной фотометрической величиной, получаемой с использованием значений относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения <math>V(\lambda)</math>:

<math>E_v=K_m \cdot \int\limits_{380~nm}^{780~nm}E_{e,\lambda}(\lambda)V(\lambda) d\lambda,</math>

где <math>K_m</math> — максимальная световая эффективность излучения, равная в системе СИ 683 лм/Вт. Её численное значение следует непосредственно из определения канделы.

Энергетические фотометрические величины СИ

Сведения о других основных энергетических фотометрических величинах приведены в таблице. Обозначения величин даны по ГОСТ 26148—84.

Энергетические фотометрические величины СИ

Наименование (синоним)	Обозначения	Определение	Единица в СИ	Световой аналог
Энергия излучения (лучистая энергия)	<math>Q_e</math> или <math>W</math>	Энергия, переносимая излучением	Дж	Световая энергия
Поток излучения (лучистый поток)	<math>\Phi</math>e или <math>P</math>	<math>\Phi_e=\frac{dQ_e}{dt}</math>	Вт	Световой поток
Сила излучения (энергетическая сила света)	<math>I_e</math>	<math>I_e=\frac{d\Phi_e}{d\Omega}</math>	Вт·ср−1	Сила света
Объёмная плотность энергии излучения	<math>U_e</math>	<math>U_e=\frac{dQ_e}{dV}</math>	Дж·м−3	Объёмная плотность световой энергии
Энергетическая светимость	<math>M_e</math>	<math>M_e=\frac{d\Phi_e}{dS_1}</math>	Вт·м−2	Светимость
Энергетическая яркость	<math>L_e</math>	<math>L_e=\frac{d^2\Phi_e}{d\Omega\,dS_1\,\cos\varepsilon}</math>	Вт·м−2·ср−1	Яркость
Интегральная энергетическая яркость	<math>\Lambda_e</math>	<math>\Lambda_e=\int_0^t L_e(t') dt'</math>	Дж·м−2·ср−1	Интегральная яркость
Энергетическая экспозиция	<math>H_e</math>	<math>H_e=\frac{dQ_e}{dS_2}</math>	Дж·м−2	Световая экспозиция
Спектральная плотность энергии излучения	<math>Q_{e,\lambda}</math>	<math>Q_{e,\lambda}=\frac{dQ_e}{d\lambda}</math>	Дж·м−1	Спектральная плотность световой энергии

Здесь <math>dS_1</math> — площадь элемента поверхности источника, <math>dS_2</math> — площадь элемента поверхности приёмника, <math>\varepsilon</math> — угол между нормалью к элементу поверхности источника и направлением наблюдения.