Сила излучения (фотометрия)
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
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 учётом
- и
правильное соотношение приобретает вид:
Спектральная плотность силы излучения используется в расчётах при переходе к силе света.
Световой аналог
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
Сведения о других основных энергетических фотометрических величинах и их световых аналогах приведены в таблице. Обозначения величин даны по ГОСТ 26148—84[1].
Наименование (синоним[7]) | Обозначение величины | Определение | Обозначение единиц СИ | Световой аналог |
---|---|---|---|---|
Энергия излучения (лучистая энергия) | Световая энергия | |||
Поток излучения (лучистый поток) | Световой поток | |||
Объёмная плотность энергии излучения | Объёмная плотность световой энергии | |||
Энергетическая светимость (излучательность) | Светимость | |||
Энергетическая яркость | Яркость | |||
Интегральная энергетическая яркость | Интегральная яркость | |||
Облучённость (энергетическая освещённость) | Освещённость | |||
Энергетическая экспозиция | Световая экспозиция | |||
Спектральная плотность энергии излучения | Спектральная плотность световой энергии |
Здесь — площадь элемента поверхности источника, — площадь элемента поверхности приёмника, — угол между нормалью к элементу поверхности источника и направлением наблюдения.
Примечания
- ↑ 1 2 3 ГОСТ 26148—84. Фотометрия. Термины и определения.
- ↑ Энергетическая сила света. Статья в Физической энциклопедии.
- ↑ ГОСТ 8.332-78. Государственная система обеспечения единства измерений. Световые измерения. Значения относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения.
- ↑ В литературе используется также термин «фотометрический эквивалент излучения».
- ↑ Число 683 лм/Вт является приближённым значением , более точное значение — 683,002 лм/Вт. Подробности приведены в статье Кандела.
- ↑ ГОСТ 8.417-2002. Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин. Дата обращения: 22 октября 2012. Архивировано из оригинала 10 ноября 2012 года.
- ↑ Наименование, используемое в литературе, но не входящее в число рекомендованных в системе СИ и в ГОСТах.