Облучённость (фотометрия)

Облучённость $E_{e}$ — физическая величина, одна из энергетических фотометрических величин. Характеризует поверхностную плотность мощности излучения, падающего на поверхность. Количественно равна отношению потока излучения $d\Phi _{e}$, падающего на малый участок поверхности, к площади этого участка $dS$:

Облучённость
$E_{e}$
Размерность	M·T-3
Единицы измерения
СИ	Вт·м-2
СГС	эрг·см-2·с-1
Примечания
энергетическая фотометрическая величина

$E_{e}={\frac {d\Phi _{e}}{dS}}.$

Численно облучённость равна модулю составляющей вектора Пойнтинга, перпендикулярной поверхности, усредненной за время, существенно превосходящее период электромагнитных колебаний.

Единица измерения в Международной системе единиц (СИ): Вт·м⁻².

Если поверхность освещается точечным источником, то для её облучённости выполняется:

$E_{e}={\frac {I_{e}}{r^{2}}}\cos \theta ,$

где $I_{e}$ — сила излучения источника в направлении интересующей точки поверхности, $r$ — расстояние между этой точкой и источником, а $\theta$ — угол, который нормаль к поверхности образует с направлением на источник.

Другое, используемое в литературе, но не предусмотренное ГОСТом наименование облучённости, — энергетическая освещённость.

Спектральная плотность облучённости

Спектры облучённости, создаваемой солнечным излучением над атмосферой Земли и на уровне моря.

Спектральная плотность облучённости $E_{e,\lambda }$ — отношение величины облученности $dE_{e},$ приходящейся на малый спектральный интервал $d\lambda ,$ к ширине этого интервала:

$E_{e,\lambda }(\lambda )={\frac {dE_{e}}{d\lambda }}.$

Единицей измерения $E_{e,\lambda }$ в системе СИ является Вт·м⁻³. Поскольку длины волн принято измерять в нанометрах, то на практике используется Вт·м⁻²·нм⁻¹.

Зависимость спектральной плотности облучённости от длины волны излучения называют спектром облучённости. На рисунке представлены спектры облучённости, создаваемой солнечным излучением за пределами земной атмосферы и на уровне моря. Там же для сравнения приведен спектр излучения абсолютно черного тела нагретого до температуры 5250 °С (~ 5525 К). Видно, что облучённость на поверхности Земли заметно ниже, чем в космосе, из-за поглощения излучения газами, составляющими атмосферу.

Световой аналог

В системе световых фотометрических величин аналогом облучённости является освещённость $E_{v}$. По отношению к облучённости освещённость является редуцированной фотометрической величиной, получаемой с использованием значений относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения $V(\lambda )$:

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

где $K_{m}$ — максимальная световая эффективность излучения, равная в системе СИ 683 лм/Вт. Её численное значение следует непосредственно из определения канделы.

Энергетические фотометрические величины СИ

Сведения о других основных энергетических фотометрических величинах приведены в таблице. Обозначения величин даны по ГОСТ 26148—84.

Энергетические фотометрические величины СИ

Наименование (синоним)	Обозначения	Определение	Единица в СИ	Световой аналог
Энергия излучения (лучистая энергия)	$Q_{e}$ или $W$	Энергия, переносимая излучением	Дж	Световая энергия
Поток излучения (лучистый поток)	$\Phi$e или $P$	$\Phi _{e}={\frac {dQ_{e}}{dt}}$	Вт	Световой поток
Сила излучения (энергетическая сила света)	$I_{e}$	$I_{e}={\frac {d\Phi _{e}}{d\Omega }}$	Вт·ср−1	Сила света
Объёмная плотность энергии излучения	$U_{e}$	$U_{e}={\frac {dQ_{e}}{dV}}$	Дж·м−3	Объёмная плотность световой энергии
Энергетическая светимость	$M_{e}$	$M_{e}={\frac {d\Phi _{e}}{dS_{1}}}$	Вт·м−2	Светимость
Энергетическая яркость	$L_{e}$	$L_{e}={\frac {d^{2}\Phi _{e}}{d\Omega \,dS_{1}\,\cos \varepsilon }}$	Вт·м−2·ср−1	Яркость
Интегральная энергетическая яркость	$\Lambda _{e}$	$\Lambda _{e}=\int _{0}^{t}L_{e}(t')dt'$	Дж·м−2·ср−1	Интегральная яркость
Энергетическая экспозиция	$H_{e}$	$H_{e}={\frac {dQ_{e}}{dS_{2}}}$	Дж·м−2	Световая экспозиция
Спектральная плотность энергии излучения	$Q_{e,\lambda }$	$Q_{e,\lambda }={\frac {dQ_{e}}{d\lambda }}$	Дж·м−1	Спектральная плотность световой энергии

Здесь $dS_{1}$ — площадь элемента поверхности источника, $dS_{2}$ — площадь элемента поверхности приёмника, $\varepsilon$ — угол между нормалью к элементу поверхности источника и направлением наблюдения.