Energie záření (optika)

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 20. března 2022; ověření vyžaduje 1 úpravu .

Energie záření
$Q_{e}, W$
Dimenze	M. _ L 2 T -2
Jednotky
SI	J
GHS	erg
Poznámky
skalární

Energie záření je fyzikální veličina , jedna z hlavních energetických fotometrických veličin . Představuje energii nesenou optickým zářením [1] . Slouží jako základ pro další energetické fotometrické veličiny.

Měrnou jednotkou v Mezinárodní soustavě jednotek (SI) je joule (J), v soustavě ČGS je to erg (erg).

Jako písmenné označení se používá [1] [2] nebo . $Q_{e}$ $W$

V soustavě světelných veličin je obdobou energie záření světelná energie . $Q_{v}$

Spektrální energetická hustota záření

Pokud je záření nemonochromatické, pak je v mnoha případech užitečné použít takovou veličinu, jako je spektrální hustota energie záření. Spektrální hustota energie záření je energie záření na malý jednotkový interval spektra [2] . V tomto případě mohou být body spektra specifikovány jejich vlnovými délkami , frekvencemi, energiemi kvant záření, vlnovými čísly nebo jakýmkoli jiným způsobem. Je-li proměnná, která určuje polohu bodů spektra, určitá hodnota , pak je hustota spektrální energie záření, které jí odpovídá, označena a definována jako poměr hodnoty na malý spektrální interval mezi a k šířce tohoto záření. časový úsek: $X$ $Q_{{e,x}}(x)$ $dQ_{e}(x),$ $X$ $x+dx,$

Q_{{e,x}}(x)={\frac {dQ_{e}(x)}{dx}}.

V případě použití vlnových délek pro spektrální hustotu energie záření tedy bude platit následující:

Q_{{e,\lambda }}(\lambda )={\frac {dQ_{e}(\lambda )}{d\lambda }},

a při použití frekvence -

Q_{{e,\nu }}(\nu )={\frac {dQ_{e}(\nu )}{d\nu }}.

Je třeba mít na paměti, že hodnoty hustoty spektrální energie záření ve stejném bodě spektra, získané pomocí různých spektrálních souřadnic, se navzájem neshodují. To je, například, To je snadné ukázat, když vezmeme v úvahu $Q_{{e,\nu }}(\nu)\neq Q_{{e,\lambda }}(\lambda).$

Q_{{e,\nu }}(\nu )={\frac {dQ_{e}(\nu )}{d\nu }}={\frac {d\lambda }{d\nu }}{\ frac {dQ_{e}(\lambda )}{d\lambda }}

\lambda ={\frac {c}{\nu ))

správný poměr je:

Q_{{e,\nu }}(\nu )={\frac {\lambda ^{2}}{c}}Q_{{e,\lambda }}(\lambda).

Světelný analog

V systému světelných fotometrických veličin je analogií energie záření světelná energie . Ve vztahu k energii záření je světelná energie redukovaná fotometrická hodnota získaná pomocí hodnot relativní spektrální světelné účinnosti monochromatického záření pro denní vidění [3] : $Q_{v}$ $V(\lambda)$

Q_{v}=K_{m}\cdot \int \limits _{{380~nm}}^{{780~nm}}Q_{{e,\lambda }}(\lambda )V(\lambda )d \lambda,

kde je maximální světelná účinnost záření [4] , rovná se v soustavě SI 683 lm /W [5] [6] . Její číselná hodnota vyplývá přímo z definice kandely . $K_{m}$

Odvozená množství

Informace o hlavních energetických veličinách jsou uvedeny v tabulce [7] .

Energetické fotometrické veličiny SI

Jméno (synonymní s [8] )	Označení hodnoty	Definice	Zápis jednotek SI	Světelný analog
Radiační tok (zářivý tok)	$\Phi$ nebo _ $P$	$\Phi _{e}={\frac {dQ_{e}}{dt}}$	út	Světelný tok
Síla záření (energetická síla světla)	$Tj}$	$I_{e}={\frac {d\Phi _{e}}{d\Omega }}$	Út sr −1	Síla světla
Objemová hustota energie záření	$U_{e}$	$U_{e}={\frac {dQ_{e}}{dV}}$	J m -3	Objemová hustota světelné energie
Energetická svítivost	$Mě}$	$M_{e}={\frac {d\Phi _{e}}{dS_{1}}}$	W m -2	Zářivost
Energetický jas	$L_{e}$	$L_{e}={\frac {d^{2}\Phi _{e}}{d\Omega \,dS_{1}\,\cos \varepsilon }}$	W m −2 sr −1	Jas
Integrální energetický jas	$\Lambda _{e}$	$\Lambda _{e}=\int _{0}^{t}L_{e}(t')dt'$	J m −2 sr −1	Integrální jas
Ozáření (energetické osvětlení)	$E_e$	$E_{e}={\frac {d\Phi _{e}}{dS_{2}}}$	W m -2	osvětlení
energetická expozice	$On}$	$H_{e}={\frac {dQ_{e}}{dS_{2}}}$	J m -2	světelná expozice
Spektrální energetická hustota záření	$Q_{{e,\lambda }}$	$Q_{{e\lambda }}={\frac {dQ_{e}}{d\lambda }}$	J m -1	Spektrální hustota světelné energie

Zde je oblast zdrojového povrchového prvku, je oblast povrchového prvku přijímače a je to úhel mezi normálou ke zdrojovému povrchovému prvku a směrem pozorování. $dS_{1}$ $dS_{2}$ $\varepsilon$

Poznámky

↑ 1 2 GOST 7601-78. Fyzikální optika. Pojmy, písmenná označení a definice základních veličin
↑ 1 2 GOST 26148-84. Fotometrie. Termíny a definice.
↑ GOST 8.332-78. Státní systém pro zajištění jednotnosti měření. Měření světla. Hodnoty relativní spektrální světelné účinnosti monochromatického záření pro denní vidění. (nedostupný odkaz) . Získáno 12. června 2012. Archivováno z originálu 4. října 2013. (neurčitý)
↑ V literatuře se také používá termín „fotometrický ekvivalent záření“.
↑ Číslo 683 lm/W je přibližná hodnota , přesnější hodnota je 683,002 lm/W. Podrobnosti najdete v článku Kandela . $K_{m}$
↑ GOST 8.417-2002. Státní systém pro zajištění jednotnosti měření. Jednotky množství. (nedostupný odkaz) . Získáno 12. června 2012. Archivováno z originálu 10. listopadu 2012. (neurčitý)
↑ Všechna označení podle GOST 7601-78 a GOST 26148-84.
↑ Název používaný v literatuře, ale ne mezi názvy doporučenými v soustavě SI a v GOST.

Energetické fotometrické veličiny

Energie záření
radiační tok
Průměrný výkon záření
Maximální radiační síla
Energetický jas
Síla záření
Energetická svítivost
Ozáření
Hustota výkonu povrchového záření
Hustota energie povrchového záření
Prostorová expozice
Energetické osvětlení
energetická expozice
Prostorová energetická expozice
Integrální energetický jas
Objemová hustota energie záření
Objemová hustota síly záření