Энергия излучения (оптика)
| Энергия излучения | |
| <math>Q_e, W</math> | |
| Размерность |
M.L2T-2 |
|---|---|
| Единицы измерения | |
| СИ |
Дж |
| СГС |
эрг |
| Примечания | |
Эне́ргия излуче́ния — физическая величина, одна из основных энергетических фотометрических величин. Представляет собой энергию, переносимую оптическим излучением[1]. Служит основой для других энергетических фотометрических величин.
Единицей измерения в Международной системе единиц (СИ) является джоуль (Дж), в системе СГС — эрг (эрг).
В качестве буквенного обозначения используется[1][2] <math>Q_e</math> или <math>W</math>.
В системе световых величин аналогом энергии излучения является световая энергия <math>Q_v</math>.
Содержание
Спектральная плотность энергии излучения
Если излучение немонохроматично, то во многих случаях оказывается полезным использовать такую величину, как спектральная плотность энергии излучения. Спектральная плотность энергии излучения представляет собой энергию излучения, приходящуюся на малый единичный интервал спектра[2]. Точки спектра при этом могут задаваться их длинами волн, частотами, энергиями квантов излучения, волновыми числами или любым другим способом. Если переменной, определяющей положение точек спектра, является некоторая величина <math>x</math>, то соответствующая ей спектральная плотность энергии излучения обозначается <math>Q_{e,x}(x)</math> и определяется как отношение величины <math>dQ_e(x),</math> приходящейся на малый спектральный интервал, заключённый между <math>x</math> и <math>x+dx,</math> к ширине этого интервала:
- <math>Q_{e,x}(x)=\frac{dQ_e(x)}{dx}.</math>
Соответственно, в случае использования длин волн для спектральной плотности энергии излучения будет выполняться:
- <math>Q_{e,\lambda}(\lambda)=\frac{dQ_e(\lambda)}{d\lambda},</math>
а при использовании частоты —
- <math>Q_{e,\nu}(\nu)=\frac{dQ_e(\nu)}{d\nu}.</math>
Следует иметь в виду, что значения спектральной плотности энергии излучения в одной и той же точке спектра, получаемые при использовании различных спектральных координат, друг с другом не совпадают. То есть, например, <math>Q_{e,\nu}(\nu)\ne Q_{e,\lambda}(\lambda).</math> Нетрудно показать, что с учетом
- <math>Q_{e,\nu}(\nu)=\frac{dQ_e(\nu)}{d\nu}=\frac{d\lambda}{d\nu}\frac{dQ_e(\lambda)}{d\lambda}</math> и <math>\lambda=\frac{c}{\nu}</math>
правильное соотношение приобретает вид:
- <math>Q_{e,\nu}(\nu)=\frac{\lambda^2}{c}Q_{e,\lambda}(\lambda).</math>
Световой аналог
В системе световых фотометрических величин аналогом для энергии излучения является световая энергия <math>Q_v</math>. По отношению к энергии излучения световая энергия является редуцированной фотометрической величиной, получаемой с использованием значений относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения <math>V(\lambda)</math>[3]:
- <math>Q_v=K_m \cdot \int\limits_{380~nm}^{780~nm}Q_{e,\lambda}(\lambda)V(\lambda) d\lambda,</math>
где <math>K_m</math> — максимальная световая эффективность излучения[4], равная в системе СИ 683 лм/Вт[5][6]. Её численное значение следует непосредственно из определения канделы.
Производные величи́ны
Сведения об основных энергетических величинах приведены в таблице[7].
| Наименование (синоним[8]) | Обозначение величины | Определение | Обозначение единиц СИ | Световой аналог |
|---|---|---|---|---|
| Поток излучения (лучистый поток) | <center><math>\Phi</math>e или <math>P</math> | <center><math>\Phi_e=\frac{dQ_e}{dt}</math> | <center>Вт | Световой поток |
| Сила излучения (энергетическая сила света) | <center><math>I_e</math> | <center><math>I_e=\frac{d\Phi_e}{d\Omega}</math> | <center>Вт·ср−1 | Сила света |
| Объёмная плотность энергии излучения | <center><math>U_e</math> | <center><math>U_e=\frac{dQ_e}{dV}</math> | <center>Дж·м−3 | Объёмная плотность световой энергии |
| Энергетическая светимость | <center><math>M_e</math> | <center><math>M_e=\frac{d\Phi_e}{dS_1}</math> | <center>Вт·м−2 | Светимость |
| Энергетическая яркость | <center><math>L_e</math> | <center><math>L_e=\frac{d^2\Phi_e}{d\Omega\,dS_1\,\cos\varepsilon}</math> | <center>Вт·м−2·ср−1 | Яркость |
| Интегральная энергетическая яркость | <center><math>\Lambda_e</math> | <center><math>\Lambda_e=\int_0^t L_e(t') dt'</math> | <center>Дж·м−2·ср−1 | Интегральная яркость |
| Облучённость (энергетическая освещённость) | <center><math>E_e</math> | <center><math>E_e=\frac{d\Phi_e}{dS_2}</math> | <center>Вт·м−2 | Освещённость |
| Энергетическая экспозиция | <center><math>H_e</math> | <center><math>H_e=\frac{dQ_e}{dS_2}</math> | <center>Дж·м−2 | Световая экспозиция |
| Спектральная плотность энергии излучения | <center><math>Q_{e,\lambda}</math> | <center><math>Q_{e\lambda}=\frac{dQ_e}{d\lambda}</math> | <center>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.
Напишите отзыв о статье "Энергия излучения (оптика)"
Примечания
- ↑ 1 2 [protect.gost.ru/v.aspx?control=8&baseC=-1&page=0&month=-1&year=-1&search=&RegNum=1&DocOnPageCount=15&id=147739&pageK=15013B1F-5428-4DAC-8071-8BED241B83B2 ГОСТ 7601-78. Физическая оптика. Термины, буквенные обозначения и определения основных величин]
- ↑ 1 2 [www.complexdoc.ru/pdf/%D0%93%D0%9E%D0%A1%D0%A2%2026148-84/gost_26148-84.pdf ГОСТ 26148—84. Фотометрия. Термины и определения.]
- ↑ [www.complexdoc.ru/pdf/%D0%93%D0%9E%D0%A1%D0%A2%208.332-78/gost_8.332-78.pdf 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 <math>K_m</math>, более точное значение – 683,002 лм/Вт. Подробности приведены в статье Кандела.
- ↑ [www.leotec.ru/upload/iblock/432/432b148f277da39bdd5df10e1cd52d2d.pdf ГОСТ 8.417-2002. Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин.]
- ↑ Все обозначения по ГОСТ 7601-78 и ГОСТ 26148—84.
- ↑ Наименование, используемое в литературе, но не входящее в число рекомендованных в системе СИ и в ГОСТах.
Отрывок, характеризующий Энергия излучения (оптика)
– Я не во время кажется, – сказал он, – я бы не приехал, но мне дело есть, – сказал он холодно…– Нет, я только удивляюсь, как ты из полка приехал. – «Dans un moment je suis a vous», [Сию минуту я к твоим услугам,] – обратился он на голос звавшего его.
– Я вижу, что я не во время, – повторил Ростов.
Выражение досады уже исчезло на лице Бориса; видимо обдумав и решив, что ему делать, он с особенным спокойствием взял его за обе руки и повел в соседнюю комнату. Глаза Бориса, спокойно и твердо глядевшие на Ростова, были как будто застланы чем то, как будто какая то заслонка – синие очки общежития – были надеты на них. Так казалось Ростову.
– Ах полно, пожалуйста, можешь ли ты быть не во время, – сказал Борис. – Борис ввел его в комнату, где был накрыт ужин, познакомил с гостями, назвав его и объяснив, что он был не статский, но гусарский офицер, его старый приятель. – Граф Жилинский, le comte N.N., le capitaine S.S., [граф Н.Н., капитан С.С.] – называл он гостей. Ростов нахмуренно глядел на французов, неохотно раскланивался и молчал.
Жилинский, видимо, не радостно принял это новое русское лицо в свой кружок и ничего не сказал Ростову. Борис, казалось, не замечал происшедшего стеснения от нового лица и с тем же приятным спокойствием и застланностью в глазах, с которыми он встретил Ростова, старался оживить разговор. Один из французов обратился с обыкновенной французской учтивостью к упорно молчавшему Ростову и сказал ему, что вероятно для того, чтобы увидать императора, он приехал в Тильзит.
– Нет, у меня есть дело, – коротко ответил Ростов.
Ростов сделался не в духе тотчас же после того, как он заметил неудовольствие на лице Бориса, и, как всегда бывает с людьми, которые не в духе, ему казалось, что все неприязненно смотрят на него и что всем он мешает. И действительно он мешал всем и один оставался вне вновь завязавшегося общего разговора. «И зачем он сидит тут?» говорили взгляды, которые бросали на него гости. Он встал и подошел к Борису.
– Однако я тебя стесняю, – сказал он ему тихо, – пойдем, поговорим о деле, и я уйду.
– Да нет, нисколько, сказал Борис. А ежели ты устал, пойдем в мою комнатку и ложись отдохни.
– И в самом деле…
Они вошли в маленькую комнатку, где спал Борис. Ростов, не садясь, тотчас же с раздраженьем – как будто Борис был в чем нибудь виноват перед ним – начал ему рассказывать дело Денисова, спрашивая, хочет ли и может ли он просить о Денисове через своего генерала у государя и через него передать письмо. Когда они остались вдвоем, Ростов в первый раз убедился, что ему неловко было смотреть в глаза Борису. Борис заложив ногу на ногу и поглаживая левой рукой тонкие пальцы правой руки, слушал Ростова, как слушает генерал доклад подчиненного, то глядя в сторону, то с тою же застланностию во взгляде прямо глядя в глаза Ростову. Ростову всякий раз при этом становилось неловко и он опускал глаза.
– Я слыхал про такого рода дела и знаю, что Государь очень строг в этих случаях. Я думаю, надо бы не доводить до Его Величества. По моему, лучше бы прямо просить корпусного командира… Но вообще я думаю…
– Так ты ничего не хочешь сделать, так и скажи! – закричал почти Ростов, не глядя в глаза Борису.
Борис улыбнулся: – Напротив, я сделаю, что могу, только я думал…
В это время в двери послышался голос Жилинского, звавший Бориса.
– Ну иди, иди, иди… – сказал Ростов и отказавшись от ужина, и оставшись один в маленькой комнатке, он долго ходил в ней взад и вперед, и слушал веселый французский говор из соседней комнаты.
Ростов приехал в Тильзит в день, менее всего удобный для ходатайства за Денисова. Самому ему нельзя было итти к дежурному генералу, так как он был во фраке и без разрешения начальства приехал в Тильзит, а Борис, ежели даже и хотел, не мог сделать этого на другой день после приезда Ростова. В этот день, 27 го июня, были подписаны первые условия мира. Императоры поменялись орденами: Александр получил Почетного легиона, а Наполеон Андрея 1 й степени, и в этот день был назначен обед Преображенскому батальону, который давал ему батальон французской гвардии. Государи должны были присутствовать на этом банкете.
Ростову было так неловко и неприятно с Борисом, что, когда после ужина Борис заглянул к нему, он притворился спящим и на другой день рано утром, стараясь не видеть его, ушел из дома. Во фраке и круглой шляпе Николай бродил по городу, разглядывая французов и их мундиры, разглядывая улицы и дома, где жили русский и французский императоры. На площади он видел расставляемые столы и приготовления к обеду, на улицах видел перекинутые драпировки с знаменами русских и французских цветов и огромные вензеля А. и N. В окнах домов были тоже знамена и вензеля.
«Борис не хочет помочь мне, да и я не хочу обращаться к нему. Это дело решенное – думал Николай – между нами всё кончено, но я не уеду отсюда, не сделав всё, что могу для Денисова и главное не передав письма государю. Государю?!… Он тут!» думал Ростов, подходя невольно опять к дому, занимаемому Александром.
У дома этого стояли верховые лошади и съезжалась свита, видимо приготовляясь к выезду государя.
«Всякую минуту я могу увидать его, – думал Ростов. Если бы только я мог прямо передать ему письмо и сказать всё, неужели меня бы арестовали за фрак? Не может быть! Он бы понял, на чьей стороне справедливость. Он всё понимает, всё знает. Кто же может быть справедливее и великодушнее его? Ну, да ежели бы меня и арестовали бы за то, что я здесь, что ж за беда?» думал он, глядя на офицера, всходившего в дом, занимаемый государем. «Ведь вот всходят же. – Э! всё вздор. Пойду и подам сам письмо государю: тем хуже будет для Друбецкого, который довел меня до этого». И вдруг, с решительностью, которой он сам не ждал от себя, Ростов, ощупав письмо в кармане, пошел прямо к дому, занимаемому государем.
