Intensidad radiante - Radiant intensity
En radiometría , la intensidad radiante es el flujo radiante emitido, reflejado, transmitido o recibido, por unidad de ángulo sólido , y la intensidad espectral es la intensidad radiante por unidad de frecuencia o longitud de onda , dependiendo de si el espectro se toma en función de la frecuencia o de la longitud de onda. . Estas son cantidades direccionales . La unidad SI de intensidad radiante es el vatio por estereorradián ( W / sr ), mientras que la de la intensidad espectral en frecuencia es el vatio por estereorradián por hertz ( W · sr −1 · Hz −1 ) y la de la intensidad espectral en longitud de onda es el vatio por estereorradián por metro ( W · sr −1 · m −1 ), comúnmente el vatio por estereorradián por nanómetro ( W · sr −1 · nm −1 ). La intensidad radiante es distinta de la irradiancia y la salida radiante , que a menudo se denominan intensidad en ramas de la física distintas de la radiometría. En la ingeniería de radiofrecuencia , la intensidad radiante a veces se denomina intensidad de radiación .
Definiciones matemáticas
Intensidad radiante
La intensidad radiante , denotada I e, Ω ("e" para "energético", para evitar confusión con cantidades fotométricas, y "Ω" para indicar que se trata de una cantidad direccional ), se define como
dónde
- ∂ es el símbolo de la derivada parcial ;
- Φ e es el flujo radiante emitido, reflejado, transmitido o recibido;
- Ω es el ángulo sólido .
En general, es decir, Ω es una función del ángulo de visión θ y potencialmente del ángulo azimutal . Para el caso especial de una superficie de Lambert , I e, Ω sigue la ley del coseno de Lambert I e, Ω = I 0 cos θ .
Al calcular la intensidad radiante emitida por una fuente, Ω se refiere al ángulo sólido en el que se emite la luz. Al calcular la radiancia recibida por un detector, Ω se refiere al ángulo sólido subtendido por la fuente como se ve desde ese detector.
Intensidad espectral
La intensidad espectral en frecuencia , denotada I e, Ω, ν , se define como
donde ν es la frecuencia.
La intensidad espectral en longitud de onda , denotada I e, Ω, λ , se define como
donde λ es la longitud de onda.
Ingeniería de radiofrecuencia
La intensidad radiante se utiliza para caracterizar la emisión de radiación por una antena :
dónde
- E e es la irradiancia de la antena;
- r es la distancia desde la antena.
A diferencia de la densidad de potencia, la intensidad radiante no depende de la distancia: debido a que la intensidad radiante se define como la potencia a través de un ángulo sólido, la densidad de potencia decreciente sobre la distancia debido a la ley del cuadrado inverso se compensa con el aumento del área con la distancia.
Unidades de radiometría SI
Cantidad | Unidad | Dimensión | Notas | |||||
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Nombre | Símbolo | Nombre | Símbolo | Símbolo | ||||
Energía radiante | Q e | joule | J | M ⋅ L 2 ⋅ T −2 | Energía de radiación electromagnética. | |||
Densidad de energía radiante | w correo | julio por metro cúbico | J / m 3 | M ⋅ L −1 ⋅ T −2 | Energía radiante por unidad de volumen. | |||
Flujo radiante | Φ e | vatio | W = J / s | M ⋅ L 2 ⋅ T −3 | Energía radiante emitida, reflejada, transmitida o recibida, por unidad de tiempo. A esto a veces también se le llama "energía radiante". | |||
Flujo espectral | Φ e, ν | vatios por hercio | W / Hz | M ⋅ L 2 ⋅ T −2 | Flujo radiante por unidad de frecuencia o longitud de onda. Este último se mide comúnmente en W⋅nm −1 . | |||
Φ e, λ | vatio por metro | W / m | M ⋅ L ⋅ T −3 | |||||
Intensidad radiante | Yo e, Ω | vatio por estereorradián | W / sr | M ⋅ L 2 ⋅ T −3 | Flujo radiante emitido, reflejado, transmitido o recibido, por unidad de ángulo sólido. Esta es una cantidad direccional . | |||
Intensidad espectral | Yo e, Ω, ν | vatios por estereorradián por hertz | W⋅sr −1 ⋅Hz −1 | M ⋅ L 2 ⋅ T −2 | Intensidad radiante por unidad de frecuencia o longitud de onda. Este último se mide comúnmente en W⋅sr −1 ⋅nm −1 . Esta es una cantidad direccional . | |||
Yo e, Ω, λ | vatio por estereorradián por metro | W⋅sr −1 ⋅m −1 | M ⋅ L ⋅ T −3 | |||||
Resplandor | L e, Ω | vatio por estereorradián por metro cuadrado | W⋅sr −1 ⋅m −2 | M ⋅ T −3 | Flujo radiante emitido, reflejado, transmitido o recibido por una superficie , por unidad de ángulo sólido por unidad de área proyectada. Esta es una cantidad direccional . Esto a veces también se llama de forma confusa "intensidad". | |||
Radiación espectral | L e, Ω, ν | vatios por estereorradián por metro cuadrado por hertz | W⋅sr −1 ⋅m −2 ⋅Hz −1 | M ⋅ T −2 | Radiación de una superficie por unidad de frecuencia o longitud de onda. Este último se mide comúnmente en W⋅sr −1 ⋅m −2 ⋅nm −1 . Esta es una cantidad direccional . Esto a veces también se denomina de forma confusa "intensidad espectral". | |||
L e, Ω, λ | vatio por estereorradián por metro cuadrado, por metro | W⋅sr −1 ⋅m −3 | M ⋅ L −1 ⋅ T −3 | |||||
Densidad de flujo de irradiancia |
E e | vatio por metro cuadrado | W / m 2 | M ⋅ T −3 | Flujo radiante recibido por una superficie por unidad de área. Esto a veces también se llama de forma confusa "intensidad". | |||
Irradiancia espectral Densidad de flujo espectral |
E e, ν | vatio por metro cuadrado por hertz | W⋅m −2 ⋅Hz −1 | M ⋅ T −2 | Irradiancia de una superficie por unidad de frecuencia o longitud de onda. Esto a veces también se denomina de forma confusa "intensidad espectral". Las unidades de densidad de flujo espectral no pertenecientes al SI incluyen jansky (1 Jy = 10 −26 W⋅m −2 ⋅Hz −1 ) y la unidad de flujo solar (1 sfu = 10 −22 W⋅m −2 ⋅Hz −1 = 10 4 Jy). | |||
E e, λ | vatio por metro cuadrado, por metro | W / m 3 | M ⋅ L −1 ⋅ T −3 | |||||
Radiosidad | J e | vatio por metro cuadrado | W / m 2 | M ⋅ T −3 | Flujo radiante que sale (emitido, reflejado y transmitido por) una superficie por unidad de área. Esto a veces también se llama de forma confusa "intensidad". | |||
Radiosidad espectral | J e, ν | vatio por metro cuadrado por hertz | W⋅m −2 ⋅Hz −1 | M ⋅ T −2 | Radiosidad de una superficie por unidad de frecuencia o longitud de onda. Este último se mide comúnmente en W⋅m −2 ⋅nm −1 . Esto a veces también se denomina de forma confusa "intensidad espectral". | |||
J e, λ | vatio por metro cuadrado, por metro | W / m 3 | M ⋅ L −1 ⋅ T −3 | |||||
Exitance radiante | M e | vatio por metro cuadrado | W / m 2 | M ⋅ T −3 | Flujo radiante emitido por una superficie por unidad de área. Este es el componente emitido de la radiosidad. "Emitancia radiante" es un término antiguo para esta cantidad. Esto a veces también se llama de forma confusa "intensidad". | |||
Exitancia espectral | M e, ν | vatio por metro cuadrado por hertz | W⋅m −2 ⋅Hz −1 | M ⋅ T −2 | Exitancia radiante de una superficie por unidad de frecuencia o longitud de onda. Este último se mide comúnmente en W⋅m −2 ⋅nm −1 . "Emitancia espectral" es un término antiguo para esta cantidad. Esto a veces también se denomina de forma confusa "intensidad espectral". | |||
M e, λ | vatio por metro cuadrado, por metro | W / m 3 | M ⋅ L −1 ⋅ T −3 | |||||
Exposición radiante | H e | julio por metro cuadrado | J / m 2 | M ⋅ T −2 | Energía radiante recibida por una superficie por unidad de área, o equivalentemente irradiancia de una superficie integrada en el tiempo de irradiación. Esto a veces también se denomina "fluencia radiante". | |||
Exposición espectral | Él , ν | julio por metro cuadrado por hertz | J⋅m −2 ⋅Hz −1 | M ⋅ T −1 | Exposición radiante de una superficie por unidad de frecuencia o longitud de onda. Este último se mide comúnmente en J⋅m −2 ⋅nm −1 . A esto a veces también se le llama "fluencia espectral". | |||
Él , λ | julio por metro cuadrado, por metro | J / m 3 | M ⋅ L −1 ⋅ T −2 | |||||
Emisividad hemisférica | ε | N / A | 1 | Exitancia radiante de una superficie , dividida por la de un cuerpo negro a la misma temperatura que esa superficie. | ||||
Emisividad hemisférica espectral |
ε ν o ε λ |
N / A | 1 | Exitancia espectral de una superficie , dividida por la de un cuerpo negro a la misma temperatura que esa superficie. | ||||
Emisividad direccional | ε Ω | N / A | 1 | Radiancia emitida por una superficie , dividida por la emitida por un cuerpo negro a la misma temperatura que esa superficie. | ||||
Emisividad direccional espectral |
ε Ω, ν o ε Ω, λ |
N / A | 1 | Radiación espectral emitida por una superficie , dividida por la de un cuerpo negro a la misma temperatura que esa superficie. | ||||
Absortancia hemisférica | A | N / A | 1 | Flujo radiante absorbido por una superficie , dividido por el recibido por esa superficie. Esto no debe confundirse con " absorbancia ". | ||||
Absortancia hemisférica espectral |
A ν o A λ |
N / A | 1 | Flujo espectral absorbido por una superficie , dividido por el recibido por esa superficie. Esto no debe confundirse con " absorbancia espectral ". | ||||
Absortancia direccional | A Ω | N / A | 1 | Resplandor absorbido por una superficie , dividido por el resplandor incidente sobre esa superficie. Esto no debe confundirse con " absorbancia ". | ||||
Absortancia direccional espectral |
A Ω, ν o A Ω, λ |
N / A | 1 | Radiación espectral absorbida por una superficie , dividida por la radiación espectral incidente sobre esa superficie. Esto no debe confundirse con " absorbancia espectral ". | ||||
Reflectancia hemisférica | R | N / A | 1 | Flujo radiante reflejado por una superficie , dividido por el recibido por esa superficie. | ||||
Reflectancia hemisférica espectral |
R ν o R λ |
N / A | 1 | Flujo espectral reflejado por una superficie , dividido por el recibido por esa superficie. | ||||
Reflectancia direccional | R Ω | N / A | 1 | Radiación reflejada por una superficie , dividida por la que recibe esa superficie. | ||||
Reflectancia direccional espectral |
R Ω, ν o R Ω, λ |
N / A | 1 | Radiación espectral reflejada por una superficie , dividida por la recibida por esa superficie. | ||||
Transmitancia hemisférica | T | N / A | 1 | Flujo radiante transmitido por una superficie , dividido por el recibido por esa superficie. | ||||
Transmitancia hemisférica espectral |
T ν o T λ |
N / A | 1 | Flujo espectral transmitido por una superficie , dividido por el recibido por esa superficie. | ||||
Transmitancia direccional | T Ω | N / A | 1 | Radiancia transmitida por una superficie , dividida por la recibida por esa superficie. | ||||
Transmitancia direccional espectral |
T Ω, ν o T Ω, λ |
N / A | 1 | Radiación espectral transmitida por una superficie , dividida por la recibida por esa superficie. | ||||
Coeficiente de atenuación hemisférico | μ | metro recíproco | m −1 | L −1 | Flujo radiante absorbido y dispersado por un volumen por unidad de longitud, dividido por el recibido por ese volumen. | |||
Coeficiente de atenuación hemisférica espectral |
μ ν o μ λ |
metro recíproco | m −1 | L −1 | Flujo radiante espectral absorbido y dispersado por un volumen por unidad de longitud, dividido por el recibido por ese volumen. | |||
Coeficiente de atenuación direccional | μ Ω | metro recíproco | m −1 | L −1 | Resplandor absorbido y dispersado por un volumen por unidad de longitud, dividido por el recibido por ese volumen. | |||
Coeficiente de atenuación direccional espectral |
μ Ω, ν o μ Ω, λ |
metro recíproco | m −1 | L −1 | Radiación espectral absorbida y dispersada por un volumen por unidad de longitud, dividida por la recibida por ese volumen. | |||
Ver también: SI · Radiometría · Fotometría |
Ver también
Referencias
enlaces externos
- Radiación: Actividad e intensidad Centro de recursos NDE / NDT