Сила излучения (фотометрия)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Сила излучения
Размерность

ML2T-3

Единицы измерения
СИ

Вт/ср

СГС

эрг/(с·ср)

Примечания

энергетическая фотометрическая величина

скалярная величина

Си́ла излуче́ния (также энергетическая сила света)  — одна из энергетических фотометрических величин, характеризующая мощность, переносимую излучением в некотором направлении. Равна отношению потока излучения, распространяющегося от источника излучения внутри малого телесного угла, к этому телесному углу[1]:

Сила излучения — угловая плотность потока излучения.

Единицей измерения в Международной системе единиц (СИ) является Вт/ср, в системе СГС — эрг/(с·ср).

Эквивалентным термину «Сила излучения» является термин «Энергетическая сила света»[2]. Этот термин следует отличать от понятия «Сила света», описывающего хотя и аналогичную, но не энергетическую, а световую величину.

Спектральная плотность силы излучения[править | править вики-текст]

Если излучение немонохроматично, то его во многих случаях характеризуют дифференциальной величиной — спектральной плотностью силы излучения. Спектральная плотность силы излучения представляет собой силу излучения, приходящуюся на малый единичный интервал спектра[1]. Точки спектра при этом могут задаваться длинами волн, частотами, энергиями квантов излучения, волновыми числами или любым другим подходящим способом. Если переменной, определяющей положение точек спектра, является некоторая величина , то соответствующая ей спектральная плотность силы излучения обозначается и определяется как отношение величины приходящейся на малый спектральный интервал, заключённый между и к ширине этого интервала:

Например, если для задания положений точек спектра используются длины волн, то для спектральной плотности энергии излучения будет выполняться:

а при использовании частоты —

Следует иметь в виду, что значения спектральной плотности силы излучения в одной и той же точке спектра, получаемые при использовании различных спектральных координат, в общем случае друг с другом не совпадают. То есть, например, Нетрудно показать, что с учетом

и

правильное соотношение приобретает вид:

Спектральная плотность силы излучения используется в расчётах при переходе к силе света.

Световой аналог[править | править вики-текст]

В системе световых фотометрических величин аналогом для силы излучения является сила света . По отношению к силе излучения сила света является редуцированной фотометрической величиной, получаемой с использованием значений относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения [3]:

где  — максимальная световая эффективность излучения[4], равная в системе СИ 683 лм/Вт[5][6]. Её численное значение следует непосредственно из определения канделы.

Энергетические фотометрические величины СИ[править | править вики-текст]

Сведения о других основных энергетических фотометрических величинах и их световых аналогах приведены в таблице. Обозначения величин даны по ГОСТ 26148—84[1].

Энергетические фотометрические величины СИ
Наименование (синоним[7]) Обозначение величины Определение Обозначение единиц СИ Световой аналог
Энергия излучения (лучистая энергия)
или
Энергия, переносимая излучением
Дж
Световая энергия
Поток излучения (лучистый поток)
e или
Вт
Световой поток
Объёмная плотность энергии излучения
Дж·м−3
Объёмная плотность световой энергии
Энергетическая светимость (излучательность)
Вт·м−2
Светимость
Энергетическая яркость
Вт·м−2·ср−1
Яркость
Интегральная энергетическая яркость
Дж·м−2·ср−1
Интегральная яркость
Облучённость (энергетическая освещённость)
Вт·м−2
Освещённость
Энергетическая экспозиция
Дж·м−2
Световая экспозиция
Спектральная плотность энергии излучения
Дж·м−1
Спектральная плотность световой энергии

Здесь  — площадь элемента поверхности источника,  — площадь элемента поверхности приёмника,  — угол между нормалью к элементу поверхности источника и направлением наблюдения.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 ГОСТ 26148—84. Фотометрия. Термины и определения.
  2. Энергетическая сила света. Статья в Физической энциклопедии.
  3. ГОСТ 8.332-78. Государственная система обеспечения единства измерений. Световые измерения. Значения относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения.
  4. В литературе используется также термин «фотометрический эквивалент излучения».
  5. Число 683 лм/Вт является приближённым значением , более точное значение — 683,002 лм/Вт. Подробности приведены в статье Кандела.
  6. ГОСТ 8.417-2002. Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин.
  7. Наименование, используемое в литературе, но не входящее в число рекомендованных в системе СИ и в ГОСТах.