Сила излучения (фотометрия)

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
Размерность ML2T-3
Единицы измерения
СИ Вт/ср
СГС эрг/(с·ср)
Примечания

энергетическая фотометрическая величина

скалярная величина

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 излученияПравить

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 аналогПравить

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 СИПравить

Сведения о других основных энергетических фотометрических величинах и их световых аналогах приведены в таблице. Обозначения величин даны по ГОСТ 26148—84[1].

Энергетические фотометрические величины СИ
Наименование (синоним[7]) Обозначение величины Определение Обозначение единиц СИ Световой аналог
Энергия излучения (лучистая энергия)
  или  
Энергия, переносимая излучением
Дж
Световая энергия
Поток излучения (лучистый поток)
 e или  
 
Вт
Световой поток
Объёмная плотность энергии излучения
 
 
Дж·м−3
Объёмная плотность световой энергии
Энергетическая светимость (излучательность)
 
 
Вт·м−2
Светимость
Энергетическая яркость
 
 
Вт·м−2·ср−1
Яркость
Интегральная энергетическая яркость
 
 
Дж·м−2·ср−1
Интегральная яркость
Облучённость (энергетическая освещённость)
 
 
Вт·м−2
Освещённость
Энергетическая экспозиция
 
 
Дж·м−2
Световая экспозиция
Спектральная плотность энергии излучения
 
 
Дж·м−1
Спектральная плотность световой энергии

Здесь   — площадь элемента поверхности источника,   — площадь элемента поверхности приёмника,   — угол между нормалью к элементу поверхности источника и направлением наблюдения.

ПримечанияПравить

  1. 1 2 3 ГОСТ 26148—84. Фотометрия. Термины и определения.
  2. Энергетическая сила света. Статья в Физической энциклопедии.
  3. ГОСТ 8.332-78. Государственная система обеспечения единства измерений. Световые измерения. Значения относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения.
  4. В литературе используется также термин «фотометрический эквивалент излучения».
  5. Число 683 лм/Вт является приближённым значением  , более точное значение — 683,002 лм/Вт. Подробности приведены в статье Кандела.
  6. ГОСТ 8.417-2002. Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин. (недоступная ссылка). Дата обращения 22 октября 2012. Архивировано 10 ноября 2012 года.
  7. Наименование, используемое в литературе, но не входящее в число рекомендованных в системе СИ и в ГОСТах.