Intensidade radiante - Radiant intensity
Na radiometria , a intensidade radiante é o fluxo radiante emitido, refletido, transmitido ou recebido, por unidade de ângulo sólido , e a intensidade espectral é a intensidade radiante por unidade de frequência ou comprimento de onda , dependendo se o espectro é tomado em função da frequência ou do comprimento de onda . Estas são grandezas direcionais . A unidade SI de intensidade radiante é o watt por esteradiano ( W / sr ), enquanto que a intensidade espectral em frequência é o watt por esteradiano por hertz ( W · sr −1 · Hz −1 ) e a intensidade espectral em comprimento de onda é o watt por esteradiano por metro ( W · sr −1 · m −1 ) - normalmente o watt por esteradiano por nanômetro ( W · sr −1 · nm −1 ). A intensidade radiante é distinta da irradiância e da saída radiante , que costumam ser chamadas de intensidade em outros ramos da física que não a radiometria. Na engenharia de radiofrequência , a intensidade radiante às vezes é chamada de intensidade de radiação .
Definições matemáticas
Intensidade radiante
A intensidade radiante , denotada I e, Ω ("e" para "energético", para evitar confusão com as quantidades fotométricas, e "Ω" para indicar que esta é uma quantidade direcional ), é definida como
Onde
- ∂ é o símbolo da derivada parcial ;
- Φ e é o fluxo radiante emitido, refletido, transmitido ou recebido;
- Ω é o ângulo sólido .
Em geral, I e, Ω é uma função do ângulo de visão θ e, potencialmente, do ângulo de azimute . Para o caso especial de uma superfície lambertiana , I e, Ω segue a lei do cosseno de Lambert I e, Ω = I 0 cos θ .
Ao calcular a intensidade radiante emitida por uma fonte, Ω refere-se ao ângulo sólido no qual a luz é emitida. Ao calcular a radiância recebida por um detector, Ω refere-se ao ângulo sólido subtendido pela fonte conforme visto desse detector.
Intensidade espectral
A intensidade espectral em frequência , denotada I e, Ω, ν , é definida como
onde ν é a frequência.
A intensidade espectral em comprimento de onda , denotada I e, Ω, λ , é definida como
onde λ é o comprimento de onda.
Engenharia de radiofrequência
A intensidade radiante é usada para caracterizar a emissão de radiação por uma antena :
Onde
- E e é a irradiância da antena;
- r é a distância da antena.
Ao contrário da densidade de potência, a intensidade radiante não depende da distância: como a intensidade radiante é definida como a potência através de um ângulo sólido, a densidade de potência decrescente ao longo da distância devido à lei do quadrado inverso é compensada pelo aumento da área com a distância.
Unidades de radiometria SI
Quantidade | Unidade | Dimensão | Notas | |||||
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Nome | Símbolo | Nome | Símbolo | Símbolo | ||||
Energia radiante | Q e | joule | J | M ⋅ L 2 ⋅ T −2 | Energia da radiação eletromagnética. | |||
Densidade de energia radiante | w e | joule por metro cúbico | J / m 3 | M ⋅ L −1 ⋅ T −2 | Energia radiante por unidade de volume. | |||
Fluxo radiante | Φ e | watt | W = J / s | M ⋅ L 2 ⋅ T −3 | Energia radiante emitida, refletida, transmitida ou recebida, por unidade de tempo. Isso às vezes também é chamado de "poder radiante". | |||
Fluxo espectral | Φ e, ν | watt por hertz | W / Hz | M ⋅ L 2 ⋅ T −2 | Fluxo radiante por unidade de frequência ou comprimento de onda. O último é comumente medido em W⋅nm −1 . | |||
Φ e, λ | watt por metro | W / m | M ⋅ L ⋅ T −3 | |||||
Intensidade radiante | I e, Ω | watt por steradian | W / sr | M ⋅ L 2 ⋅ T −3 | Fluxo radiante emitido, refletido, transmitido ou recebido, por unidade de ângulo sólido. Esta é uma quantidade direcional . | |||
Intensidade espectral | I e, Ω, ν | watt por steradian por hertz | W⋅sr −1 ⋅Hz −1 | M ⋅ L 2 ⋅ T −2 | Intensidade radiante por unidade de frequência ou comprimento de onda. O último é comumente medido em W⋅sr −1 ⋅nm −1 . Esta é uma quantidade direcional . | |||
I e, Ω, λ | watt por steradian por metro | W⋅sr −1 ⋅m −1 | M ⋅ L ⋅ T −3 | |||||
Radiance | L e, Ω | watt por steradian por metro quadrado | W⋅sr −1 ⋅m −2 | M ⋅ T −3 | Fluxo radiante emitido, refletido, transmitido ou recebido por uma superfície , por unidade de ângulo sólido por unidade de área projetada. Esta é uma quantidade direcional . Às vezes, isso também é confundidamente chamado de "intensidade". | |||
Radiância espectral | L e, Ω, ν | watt por steradian por metro quadrado por hertz | W⋅sr −1 ⋅m −2 ⋅Hz −1 | M ⋅ T −2 | Radiância de uma superfície por unidade de frequência ou comprimento de onda. O último é comumente medido em W⋅sr −1 ⋅m −2 ⋅nm −1 . Esta é uma quantidade direcional . Isso às vezes também é confundidamente chamado de "intensidade espectral". | |||
L e, Ω, λ | watt por steradian por metro quadrado, por metro | W⋅sr −1 ⋅m −3 | M ⋅ L −1 ⋅ T −3 | |||||
Densidade de fluxo de irradiância |
E e | watt por metro quadrado | W / m 2 | M ⋅ T −3 | Fluxo radiante recebido por uma superfície por unidade de área. Às vezes, isso também é confundidamente chamado de "intensidade". | |||
Irradiância espectral Densidade de fluxo espectral |
E e, ν | watt por metro quadrado por hertz | W⋅m −2 ⋅Hz −1 | M ⋅ T −2 | Irradiância de uma superfície por unidade de frequência ou comprimento de onda. Isso às vezes também é confundidamente chamado de "intensidade espectral". Unidades não SI de densidade de fluxo espectral incluem jansky (1 Jy = 10 −26 W⋅m −2 ⋅Hz −1 ) e unidade de fluxo solar (1 sfu = 10 −22 W⋅m −2 ⋅Hz −1 = 10 4 Jy). | |||
E e, λ | watt por metro quadrado, por metro | W / m 3 | M ⋅ L −1 ⋅ T −3 | |||||
Radiosidade | J e | watt por metro quadrado | W / m 2 | M ⋅ T −3 | Fluxo radiante saindo (emitido, refletido e transmitido por) uma superfície por unidade de área. Às vezes, isso também é confundidamente chamado de "intensidade". | |||
Radiosidade espectral | J e, ν | watt por metro quadrado por hertz | W⋅m −2 ⋅Hz −1 | M ⋅ T −2 | Radiosidade de uma superfície por unidade de frequência ou comprimento de onda. O último é comumente medido em W⋅m −2 ⋅nm −1 . Isso às vezes também é confundidamente chamado de "intensidade espectral". | |||
J e, λ | watt por metro quadrado, por metro | W / m 3 | M ⋅ L −1 ⋅ T −3 | |||||
Saída radiante | M e | watt por metro quadrado | W / m 2 | M ⋅ T −3 | Fluxo radiante emitido por uma superfície por unidade de área. Este é o componente emitido da radiosidade. "Emitância radiante" é um termo antigo para essa quantidade. Às vezes, isso também é confundidamente chamado de "intensidade". | |||
Saída espectral | M e, ν | watt por metro quadrado por hertz | W⋅m −2 ⋅Hz −1 | M ⋅ T −2 | Saída radiante de uma superfície por unidade de freqüência ou comprimento de onda. O último é comumente medido em W⋅m −2 ⋅nm −1 . "Emitância espectral" é um termo antigo para essa quantidade. Isso às vezes também é confundidamente chamado de "intensidade espectral". | |||
M e, λ | watt por metro quadrado, por metro | W / m 3 | M ⋅ L −1 ⋅ T −3 | |||||
Exposição radiante | H e | joule por metro quadrado | J / m 2 | M ⋅ T −2 | Energia radiante recebida por uma superfície por unidade de área, ou equivalentemente irradiância de uma superfície integrada ao longo do tempo de irradiação. Isso às vezes também é chamado de "fluência radiante". | |||
Exposição espectral | H e, ν | joule por metro quadrado por hertz | J⋅m −2 ⋅Hz −1 | M ⋅ T −1 | Exposição radiante de uma superfície por unidade de freqüência ou comprimento de onda. O último é comumente medido em J⋅m −2 ⋅nm −1 . Isso às vezes também é chamado de "fluência espectral". | |||
H e, λ | joule por metro quadrado, por metro | J / m 3 | M ⋅ L −1 ⋅ T −2 | |||||
Emissividade hemisférica | ε | N / D | 1 | Saída radiante de uma superfície , dividida pela de um corpo negro na mesma temperatura dessa superfície. | ||||
Emissividade hemisférica espectral |
ε ν ou ε λ |
N / D | 1 | Saída espectral de uma superfície , dividida pela de um corpo negro na mesma temperatura daquela superfície. | ||||
Emissividade direcional | ε Ω | N / D | 1 | Radiância emitida por uma superfície , dividida pela emitida por um corpo negro na mesma temperatura daquela superfície. | ||||
Emissividade direcional espectral |
ε Ω, ν ou ε Ω, λ |
N / D | 1 | Radiância espectral emitida por uma superfície , dividida pela de um corpo negro na mesma temperatura daquela superfície. | ||||
Absorção hemisférica | UMA | N / D | 1 | Fluxo radiante absorvido por uma superfície , dividido pelo recebido por essa superfície. Isso não deve ser confundido com " absorbância ". | ||||
Absortância hemisférica espectral |
A ν ou A λ |
N / D | 1 | Fluxo espectral absorvido por uma superfície , dividido pelo recebido por essa superfície. Isso não deve ser confundido com " absorbância espectral ". | ||||
Absorção direcional | A Ω | N / D | 1 | Radiância absorvida por uma superfície , dividida pela radiância incidente sobre essa superfície. Isso não deve ser confundido com " absorbância ". | ||||
Absorção direcional espectral |
A Ω, ν ou A Ω, λ |
N / D | 1 | Radiância espectral absorvida por uma superfície , dividida pela radiância espectral incidente sobre essa superfície. Isso não deve ser confundido com " absorbância espectral ". | ||||
Refletância hemisférica | R | N / D | 1 | Fluxo radiante refletido por uma superfície , dividido pelo recebido por essa superfície. | ||||
Refletância hemisférica espectral |
R ν ou R λ |
N / D | 1 | Fluxo espectral refletido por uma superfície , dividido pelo recebido por essa superfície. | ||||
Refletância direcional | R Ω | N / D | 1 | Radiância refletida por uma superfície , dividida por aquela recebida por aquela superfície. | ||||
Refletância direcional espectral |
R Ω, ν ou R Ω, λ |
N / D | 1 | Radiância espectral refletida por uma superfície , dividida por aquela recebida por aquela superfície. | ||||
Transmitância hemisférica | T | N / D | 1 | Fluxo radiante transmitido por uma superfície , dividido pelo recebido por essa superfície. | ||||
Transmitância hemisférica espectral |
T ν ou T λ |
N / D | 1 | Fluxo espectral transmitido por uma superfície , dividido pelo recebido por essa superfície. | ||||
Transmitância direcional | T Ω | N / D | 1 | Radiância transmitida por uma superfície , dividida por aquela recebida por aquela superfície. | ||||
Transmitância direcional espectral |
T Ω, ν ou T Ω, λ |
N / D | 1 | Radiância espectral transmitida por uma superfície , dividida por aquela recebida por aquela superfície. | ||||
Coeficiente de atenuação hemisférica | µ | medidor recíproco | m -1 | L -1 | Fluxo radiante absorvido e espalhado por um volume por unidade de comprimento dividido pelo recebido por esse volume. | |||
Coeficiente de atenuação hemisférica espectral |
μ ν ou μ λ |
medidor recíproco | m -1 | L -1 | Fluxo radiante espectral absorvido e espalhado por um volume por unidade de comprimento, dividido pelo recebido por esse volume. | |||
Coeficiente de atenuação direcional | μ Ω | medidor recíproco | m -1 | L -1 | A radiação absorvida e espalhada por um volume por unidade de comprimento, dividido pela recebida por esse volume. | |||
Coeficiente de atenuação direcional espectral |
μ Ω, ν ou μ Ω, λ |
medidor recíproco | m -1 | L -1 | A radiância espectral absorvida e espalhada por um volume por unidade de comprimento, dividido pela recebida por esse volume. | |||
Veja também: SI · Radiometria · Fotometria |
Veja também
Referências
links externos
- Radiação: Centro de Recursos NDE / NDT de Atividade e Intensidade