Плотность потока энергии

Плотность потока энергии
$J={\frac {d^{2}W}{dt\,dS}}$
Размерность	MT−3
Единицы измерения
СИ	Вт/м2
СГС	эрг·с−1·см-2
Примечания
скалярная величина

Пло́тность пото́ка эне́ргии — физическая величина, численно равная потоку энергии через малую площадку, перпендикулярную направлению потока, делённому на площадь этой площадки:

$J={\frac {d^{2}W}{dt\,dS}}$.

В СИ измеряется в Вт/м².

Нередко вводят также вектор плотности потока энергии (так называемый вектор Умова)

${\vec {J}}={\frac {d^{2}W}{dt\,dS}}\,{\vec {e}}_{W}$,

величина которого равна плотности потока энергии, а направление совпадает с направлением переноса энергии (${\vec {e}}_{W}$ — единичный вектор в этом направлении). В электродинамике вектор плотности потока электромагнитной энергии носит название вектора Пойнтинга.

Плотность потока энергии, усреднённая по достаточно большому промежутку времени или (для периодического процесса) по периоду,

$I={\frac {1}{T}}\int \limits _{0}^{T}J(t)dt={\frac {1}{T}}\int \limits _{0}^{T}{\frac {d^{2}W}{dt\,dS}}\,dt={\frac {1}{T}}\int \limits _{0}^{T}{\frac {dP}{dS}}\,dt$,

часто называется интенсивностью. Здесь $0\ldots T$ — промежуток времени усреднения, $dS$ — площадка, через которую переносится энергия, $P$ — переносимая мощность.

Также имеется понятие спектральной плотности потока энергии — плотности потока энергии в узком интервале частот $\nu$ (или длин волн $\lambda$), отнесённой к величине интервала:

${\vec {J}}_{\nu }(\nu )={\frac {d^{3}W}{dt\,dS\,d\nu }}\,{\vec {e}}_{W}\,\,$ или $\,\,{\vec {J}}_{\lambda }(\lambda )={\frac {d^{3}W}{dt\,dS\,d\lambda }}\,{\vec {e}}_{W}$

с размерностью Вт/м²Гц (или Вт/м²м).

В фотометрии наряду с «плотностью потока энергии» используется имеющая ту же размерность и близкий физический смысл величина «облучённость» («энергетическая освещённость»). От плотности потока энергии она отличается тем, что относится только к оптическому излучению и представляет собой поток энергии, падающий на произвольно ориентированную малую площадку, отнесённый к площади этой площадки.

См. также

• Плотность потока
• Плотность энергии
• Поток энергии