Поняття повного та світлового потоків випромінювання. Дивитись що таке "Потік випромінювання" в інших словниках

Як ми знаємо, хвиля характеризується перенесенням енергії. Отже, електромагнітні хвилі також несуть із собою енергію. Розглянемо деяку поверхню площею S. Припустимо, що через неї електромагнітні хвилі переносять енергію.

На наступному малюнку представлена така поверхня.

Щільність потоку електромагнітного випромінювання

Лініями позначені напрями розповсюдження електромагнітних хвиль. Лінії, перпендикулярні поверхні, у всіх точках яких коливання відбуваються у однакових фазах, називаються променями. Ці поверхні називаються хвильовими поверхнями.

Щільність потоку електромагнітного випромінювання– це відношення електромагнітної енергії ∆W, що проходить через перпендикулярну променів поверхню площею S, за час ∆t, до твору S на ∆t.

I = ∆W/(S*∆t)

Одиницею виміру щільності магнітного потокув систему СІ є вати на квадратний метр(Вт/м2). Виразимо щільність потоку через швидкість його поширення та щільність електромагнітної енергії.

Візьмемо поверхню S, перпендикулярну до променів. Побудуємо на ній циліндр із основою c*∆t.

Тут c – швидкість поширення електромагнітної хвилі. Об'єм циліндра обчислюється за такою формулою:

∆V = S*c*∆t.

Енергія електромагнітного полязосередженого всередині циліндра буде обчислюватися за такою формулою:

Тут - щільність електромагнітної енергії. Ця енергія за час ∆t пройде через праву основу циліндра. Отримуємо таку формулу:

I = (ω*c*S*∆t)/(S*∆t) = ω*c.

Енергія в міру віддалення джерела зменшуватиметься. Буде вірна наступна закономірність залежності щільності струму від відстані до джерела. Щільність потоку випромінювання спрямованого від точкового джерелабуде спадати назад пропорційно квадрату відстані до джерела.

I = ∆W/(S*∆t) = (∆W/(4*pi∆t))*(1/R^2).

Електромагнітні хвилі випромінюються при прискореному русізаряджених частинок. При цьому напруженість електричного полявектор магнітної індукції електромагнітної хвилі будуть прямо пропорційні прискоренню частинок.

Якщо розглядати гармонійні коливання, прискорення буде прямо пропорційно квадрату циклічної частоти. Повна щільність енергії електромагнітного поля дорівнюватиме сумі щільності енергії електричного поля та енергії магнітного поля.

Відповідно до формули I = ω*c, щільність потоку пропорційна повній щільності енергії електромагнітного поля.

Враховуючи все сказане вище, маємо.

Щільність потоку випромінювання може змінюватись за певними напрямками випромінювання. Кількість енергія, що випускається у напрямку /, що визначається кутом ty з нормаллю до поверхні п (рис. 16.1) одиницею елементарного майданчика в одиницю часу в межах одиничного елементарного кута тіло 4о, називається кутової щільністю випромінювання.

Щільність потоку випромінювання може змінюватись за певними напрямками випромінювання. Кількість енергії, що випускається в певному напрямі /, що визначається кутом г] з нормаллю до поверхні п (рис. 16 - 1) одиницею елементарного майданчика в одиницю часу в межах елементарного тілесного кута do, називається кутовою щільністю випромінювання.

Щільність потоку випромінювання пропорційна четвертому ступеню частоти.

Щільність потоку випромінювання є інтегральною характеристикою, що відноситься до всього діапазону довжин хвиль. Спектральна густина потоку випромінювання EI dE/dhB характеризує розподіл енергії випромінювання по довжинах хвиль.

Щільність потоку випромінювання, що падає на екран, Е (інтенсивність освітленості або просто освітленість) змінюється внаслідок відхилення променів.

Щільність потоку випромінювання визначається прямим та відбитим потоками. Величина відбитого потоку залежить від відстані між джерелом і поверхнями, що відбивають.

Щільність потоку випромінювання - кількість енергії випромінювання, що проходить за одиницю часу через одиницю площі поверхні не більше напівсферичного тілесного кута.

Щільність потоку випромінювання залежить від кута падіння хвиль на поверхню тіла, оскільки зі збільшенням кута падіння той самий потік випромінювання розподіляється на дедалі більшу поверхню.

Щільність потоку випромінювання газу в цілому складається з густин потоків випромінювання всіх смуг його спектру.

Щільність потоку випромінювання лазерного променя характеризується відношенням загальної вихідної потужності площі плями нагріву у фокусі. Зростання щільності потоку до 105 - 106 Вт/см2 і розподіл його по плямі нагрівання діаметром 025 - 05 мм призводить до отримання вузького каналу в рідкій фазі, через який випромінювання проникає в глиб об'єму матеріалу, що розрізається. Присутність цієї фази у продуктах руйнування є особливістю лазерної обробки металів. Вона видається досить складною і має бути побудована з урахуванням теплових та гідродинамічних явищ.

Ефо - щільність потоку випромінювання, що відповідає куту ф; dQ - елементарний тілесний кут, під яким з цієї точки випромінюючого тіла видно елементарний майданчик на поверхні півсфери, що має центр у цій точці; ф - кут між нормаллю до випромінюючої поверхні та напрямом випромінювання. Для реальних тілзакон Ламберта виконується лише приблизно.

Фнат - густина потоку випромінювання натікання, що потрапив у точку детектування після проходження хоча б частини свого первісного шляху через захист. При такому розгляді не враховуються частинки чи кванти, траєкторію розсіювання яких можна умовно позначити так: джерело – заповнювач – захист – заповнювач – детектор. Це означає, що матеріал захисту вважатимуться абсолютно чорним тілом для випромінювання, що у нього із заповнювача.

З поняттям щільності потоку випромінювання не пов'язане жодне уявлення про напрямок випромінювання, внаслідок чого ця величина призначена для характеристики рівноярких випромінювачів у будь-якому напрямку.

Потік випромінювання. 2. Поняття про спектр електромагнітних випромінювань.

3.Принцип вимірювань розподілу потоку випромінювання за спектром. 4. Спектральна інтенсивність потоку випромінювання. 5. Енергетичні величини.

Потужність (або потік) випромінюванняприймають енергію, що переноситься в одиницю часу. Вимірюється у ватах (Вт). Часто властивості випромінювання виражають як загальної потужністю, а й її розподілом по спектру (рис. 1.2).

Для характеристик спектрального розподілу потоку випромінювання з безперервним спектром користуються величиною, яка називається спектральної інтенсивністю (або спектральної щільністю) випромінювання .

Виділимо на кривій спектрального розподілу потоку випромінювання деякий кінцевий інтервал довжин хвиль, який припадає потужність випромінювання . Тоді

Знаючи розподіл функції по спектру, можна визначити потік випромінювання будь-якої ділянки спектра в інтервалі:

Якщо

Тоді формула набуде вигляду, що виражає сумарну потужність випромінювання з безперервним спектром:

Сила світла(І). У світлотехніці цю величину прийнято за основну. Такий вибір немає принципової основи, а зроблено з міркувань зручності, оскільки сила світла залежить від відстані. Під енергетичною силоюсвітла у цьому напрямі розуміють потік випромінювання, що припадає одиницю тілесного кута.

У енергетичних одиницяхде - тілесний кут, виражений у стерадіанах (СР). Енергетична сила світла виражається у ВАТ на стерадіан (Вт / СР).

Тілесний кут. Тілесним кутом називається частина простору, обмежена конічною поверхнеюі замкнутим криволінійним контуром, що не проходить через вершину кута (рис. 1.4).

Освітленість(Е). Під енергетичною освітленістю розуміють потік випромінювання на одиницю площі поверхні, що освітлюється Q:

Енергетична освітленість виявляється у .

Світність(R). Під світністю відповідно для енергетичних і світлових величин розуміють повний потік випромінювання, що випускається з одиниці площі поверхні, що світиться або відбиває.

Яскравість(В). Під енергетичною яскравістю () джерела випромінювання у цьому напрямі розуміють енергетичну силусвітла джерела в цьому напрямку, віднесену до одиниці площі проекції його поверхні на площину, перпендикулярну даному напрямку:

Одиницею виміру є .Зв'язавши значення з основною величиною - потоком випромінювання Ф і враховуючи, що , отримаємо

Яскравість характеризує як джерела, безпосередньо випромінюючі світло, а й вторинні джерела - тіла, що відбивають світло від первинного джерела.

Енергія випромінюваннявимірюється у джоулях або .

де Ф(t) функція зміни потоку випромінювання у часі.

Енергетична експозиція- Поверхневу щільність енергії випромінювання на поверхні, що освітлюється. Одиницею виміру є .

У разі фіксованих значень та з урахуванням того, що :

Запитання №2.

6. Поняття про приймач випромінювання. 7. Реакції приймача. 8. Класифікація приймачів випромінювання. 10. Спектральна чутливість приймача випромінювання. 11. Особливість ока як приймача. 12. Світловий потік (F).13. Зв'язок світлового потоку із потоком випромінювання. 14. Крива видимості.

6.В результаті поглинання світла в середовищах та тілах виникає цілий рядявищ:

Тіло, що поглинуло випромінювання, починає випромінювати. При цьому вторинне випромінювання може мати інший спектральний діапазон порівняно з поглиненим. Наприклад, при освітленні ультрафіолетовим світлом тіло випромінює видиме світло.

Енергія поглиненого випромінювання перетворюється на електричну енергію, як у випадку фотоефекту, або змінює електричних властивостейматеріалу, що відбувається у фотопровідниках. Такі перетворення називають фотофізичними.

Інший тип фотофізичного перетворення - перехід енергії випромінювання в теплову енергію. Це явище знайшло застосування у термоелементах, що використовуються для вимірювання потужності випромінювання.

Енергія випромінювання переходить у хімічну енергію. Відбувається фотохімічне перетворення речовини, що поглинула світло. Таке перетворення відбувається у більшості світлочутливих матеріалів.

7. Тіла, в яких відбуваються такі перетворення під дією оптичного випромінювання, одержали у світлотехніці загальна назва "приймачі випромінювання".

8. Класифікація приймачів випромінювання.

Умовно приймачі випромінювання можна розбити втричі групи.

1. Природним приймачем випромінювання є людське око.

2. Цілу групу приймачів випромінювання складають світлочутливі матеріали, традиційними або цифровими методами: проекційною зйомкою, контактним копіюванням, поелементним записом зображення за допомогою лазерів або світлодіодних лінійок.

3. Приймачами є також світлочутливі елементи вимірювальних приладів(Денситометрів, колориметрів, спектрофотометрів ін.) і датчиків оптичних контрольних пристроїв, що використовуються в поліграфічному устаткуванні.

10. Спектральна чутливість приймача випромінювання.

Спектральна чутливість залежить від довжини хвилі.

S=cPλ еф. / Φλ та Pλ еф.=kΦλSλ (для монохроматичних випромінювань)

Величини Φλ та Pλ називають відповідно монохроматичним потоком випромінювання та монохроматичним ефективним потоком, а Sλ - монохроматичною спектральною чутливістю.

Більша частинавживаних у світлотехніці та поліграфії приймачів обмежену областьспектральної чутливості Так, людське око чутливе до «видимої» зони спектру (від 400 до 700 нм), фототехнічні плівки – до ближньої ультрафіолетової та видимої зон, а копіювальні шари – до ультрафіолетової та синьої зон спектру.

Питання №3Особливість ока як приймача. Світловий потік (F).

Його зв'язок з потоком випромінювання. Крива видно. Зв'язок До та Vλ та їх визначальні. Світлові величиниВідмінність світлового та енергетичного потоків у діапазоні 400-700 нм.

11. Особливість ока як приймача.

Дія світлового потоку на око викликає певну реакцію. Залежно від рівня дії світлового потоку працює той чи інший вид світлочутливих приймачів ока, які називаються паличками або колбочками. До умов низького рівняосвітленості очей бачить навколишні предмети за рахунок паличок. При високих рівняхосвітленості починає працювати апарат денного зору, за який відповідальні колбочки. Крім того, колбочки за своєю світлочутливою речовиною діляться на три групи (червоночутливі, зеленочутливі та синьочутливі) з різною чутливістю в різних областяхспектра. Тому на відміну від паличок вони реагують не лише на світловий потік, але й його спектральний склад. У зв'язку з цим можна сказати, що світлова дія двовимірна. Кількісна характеристикаРеакція ока, пов'язана з рівнем освітлення, називається світлою. Якісна характеристика, пов'язана з різним рівнемреакції трьох груп колб, називається кольоровістю.

12. Світловий потік (F).

Під світловим потоком розуміють потужність випромінювання, оцінену за його впливом на людське око. Одиницею виміру світлового потоку є люмен (лм).

13. Зв'язок світлового потоку із потоком випромінювання.

Для монохроматичного випромінювання:

Для інтегрального випромінювання:

F=680ʃύλΦλdλ (під знаком інтеграла λ=380нм, а над знаком інтеграла λ=780нм).

14. Крива видимості.

Важливою характеристикою, що має практичний інтерес, є крива розподілу відносної спектральної чутливості ока (відносної спектральної світлової ефективності) при денному світлі.

ύλ=Vλ / Vλ max,

де Vλ та Vλ max – абсолютні значеннячутливості ока до випромінювання з довжиною хвилі і максимальної чутливості ока.

У разі денного висвітлення максимальну чутливість людське око має випромінювання з λ=555нм (ν555 =1).

400 500 600 λ, нм

15. Зв'язок До та Vλ та їх визначені

Vλ-абсолютне значення чутливості ока до випромінювання з довжиною хвилі? Встановлено, що в умовах денного освітлення максимальну чутливість людське око має до випромінювання з λ= 555 нм( V555 = 1).При цьому на кожну одиницю світлового потоку F 555 припадає потужність випромінювання Ф 555=0,00146 Вт. Відношення світлового потоку F 555 до Ф 555 називається спектральної світловою ефективністю: = F 555/ Ф 555 = 680 [лм / Вт] Для будь-якої довжини хвилі випромінювання видимого діапазону = const.

Світлові величини

Існує 2 системи одиниці: енергетична та світлова. До світлових величин відносяться: 1) Світловий потік (F) - потужність випромінювання, оцінена за його впливом на людське око. Вимірювання-люмен (лм). 2) Освітленість (Е) – світловий потік, що падає на одиницю площі освітлюваної поверхні (Q). Ед.изм-ия-люкс.За одиницю освітленості прийнята освітленість, яку створює рівномірно розподілений світловий потік в 1лм на 1 м (у квадраті) поверхні. Е= ∂F/∂Q 3) Світність (R) - повний потік випромінювання (світловий потік), що випускається з одиниці площі поверхні, що світиться або відбиває. Ед.ізм-ія - лм / м (квадрат) R = ∂F / ∂Q.4) Яскравість (В) - В =

Одиниця изм-ия-кд/м(квадрат) 5) Світлова енергія(W) W=∫F(t)∂t, лм*с 6) світлова експозиція(Н)- поверхнева щільністьсвітлової енергії на поверхні, що освітлюється H=E*t, лк*с

Таким чином, для виконання:

Вт.

де - енергія випромінювання, що переноситься через поверхню за час.

Серед світлових величин аналогом поняття "Потік випромінювання" є термін "світловий потік". Відмінність між цими величинами така сама, як і різницю між енергетичними і світловими величинами взагалі.

Спектральна щільність потоку випромінювання

Якщо випромінювання немонохроматично, то у багатьох випадках корисно використовувати таку величину, як спектральна щільність потоку випромінювання. Спектральна щільність потоку випромінювання є потік випромінювання, що припадає на малий одиничний інтервал спектру . Точки спектру при цьому можуть задаватися їх довжинами хвиль, частотами, енергіями квантів випромінювання, хвильовими числами або будь-яким іншим способом. Якщо змінною, що визначає положення точок спектру, є деяка величина , то відповідна їй спектральна щільність потоку випромінювання позначається як і визначається як відношення величини припадає на малий спектральний інтервал, укладений між шириною і до цього інтервалу:

Відповідно, у разі використання довжин хвиль для спектральної щільностіпотоку випромінювання виконуватиметься:

а при використанні частоти -

Слід пам'ятати, що значення спектральної щільності потоку випромінювання у тому точці спектра, одержувані під час використання різних спектральних координат, друг з одним не збігаються. Тобто, наприклад, неважко показати, що з урахуванням

правильне співвідношення набуває вигляду:

також

Примітки

Wikimedia Foundation. 2010 .

Потік виконання
Потік магнітний

Дивитись що таке "Потік випромінювання" в інших словниках:

ПОТІК ВИМИКАННЯ- (променистий потік), середня потужність випромінювання за час, значно більший за період коливань; характеризується кількістю енергії, що переноситься ел. магн. хвилями в одиницю часу через к. л. поверхню. Величину П. і. вимірюють за його дією на… Фізична енциклопедія

потік випромінювання- (Фe[P]) Потужність випромінювання, що визначається ставленням енергії, що переноситься випромінюванням, на час перенесення, що значно перевищує період електромагнітних коливань. [ГОСТ 7601 78] потік випромінювання (Фe, P) [ГОСТ 7601 78] [ГОСТ 26148 84] потік ... Довідник технічного перекладача

ПОТІК ВИМИКАННЯ- (Променистий потік потужність випромінювання), повна енергія, що переноситься світлом в одиницю часу через цю поверхню. Поняття потік випромінювання (стосовно проміжків часу, що значно перевищує періоди світлових коливань … Великий Енциклопедичний словник

ПОТІК ВИМИКАННЯ- Число частинок або квантів, що проникають всередину елементарної сфери в одиницю часу. Зазвичай П. і. відносять до 1 секунди і визначають його одиницю: секунда в мінус першого ступеня. Якщо розглядають не кількість частинок чи квантів, а… Російська енциклопедіяз охорони праці

потік випромінювання- (Променистий потік, потужність випромінювання), повна енергія, що переноситься світлом в одиницю часу через цю поверхню. Поняття потік випромінювання застосовується до проміжків часу, що значно перевищує періоди світлових коливань. * * * ПОТІК… … Енциклопедичний словник

потік випромінювання- , променистий потік, потужність випромінювання повна енергія, що переноситься оптичним випромінюванням(Всіх його частот) в одиницю часу через цю поверхню. Для поглинаючої поверхні потік випромінювання сума поглиненої та відбитої енергії. Енциклопедичний словник з металургії

потік випромінювання- spinduliuotės srautas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Energijos kiekis, kurį elektromagnetinė banga perneša per vétinį laiko tarpą per tam tikrą paviršių. atitikmenys: англ. flux of radiation; radiant flux; radiant… …

потік випромінювання- spinduliuotės srautas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Išskiriamos, perduodamos arba gaunamos spinduliuotės galia. Matavimo vienetas - vatas (W). atitikmenys: англ. flux of radiation; radiant flux; radiant power;… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

потік випромінювання- spinduliuotės srautas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Išspinduliuotų, perduodamų arba priimamų elektromagnetinių bangų galia. atitikmenys: англ. flux of radiation; radiant flux; radiant power; radiation flux vok. Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

потік випромінювання- spinduliuotės srautas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. flux of radiation; radiant flux; radiation flux vok. Strahlungsfluß, m rus. променистий потік, m; потік випромінювання, m pranc. flux de radiation, m; flux de rayonnement, m … Fizikos terminų žodynas

Книги

Потік енергії Сонця та її зміни, . У книзі розглянуто та узагальнено сучасні дані про потік випромінювання Сонця в різних галузях спектру з вимірювань із Землі та з космічних апаратів. Велика увагаприділено похибкам… Купити за 1300 руб
Енергетичний спектр частинок з енергією понад 10 еВ та потік електромагнітних спалахів у приземному шарі, В. Ф. Сокуров. У монографії прямим методом виміряно енергетичний спектр частинок з енергіями 10, 5-1017 еВ по потоку черенківських спалахів із щільністю випромінювання 17-1480 фотон см 2 еВ.

Величину П. і. вимірюють за його впливом на неселективний приймач випромінювання. Повний потік випромінювання можна виміряти за його теплової діїпри поглинанні випромінювання приймачем як абсолютно чорного тіла.

Ред у ц і р о в а н н ий П. і.- потужність, що оцінюється за дією, викликаною випромінюванням на спектрально-виборчий приймач. Редукований П. і. може виражатися у спец. одиницях. Розрізняють: Ф – потік, що діє на око; ф о т о а к т і н і ч н ий - на фотоматеріали тощо. одиниця енергетич. - Вт, світлового потоку - лм. Співвідношення між цими одиницями зв. механічним еквівалентом світла.

Фізичний енциклопедичний словник. - М: Радянська енциклопедія. . 1983 .

ПОТІК ВИМИКАННЯ

Відношення енергії, що переноситься ел.-магн. випромінюванням через к.-л. поверхня, що на часі , значно перевищує період ел.-магн. коливань. - синонім поняття потужність випромінювання; характеризує енергію випромінювання, що поширюється всередині деякого тілесного кута через к.-л. поверхню за одиницю часу. П. в. вимірюється в Вт і оцінюється за дією випромінювання на неселективний спектрально-вибір. приймач. У метрології таким приймачем, зазвичай, служить з приймальним елементом як черненої порожнини, коэф. поглинання до-рой близький до одиниці і з достатньою для практич. цілей точністю не залежить від довжини l. Для характеристики дії оптич. випромінювання на селективний приймач (око людини, біол. об'єкт тощо) користуються поняттям редукованого П. і., прикладом якого є світловий потік,що характеризує випромінювання на око людини та вимірюється в люменах (лм). Ставлення П. і. к.-л. монохроматич. випромінювання до що міститься у ньому світловому потоку зв. механічним еквівалентом світла; 1 Вт випромінювання з l = 555 нм відповідає світловий потік, що дорівнює 683 лм.

Літ.:ГОСТ 26148-84. Фотометрія. Терміни та визначення; Гуревич М. М., Фотометрія, 2 видавництва, Л., 1983.

М. А. Бухштаб.

Фізична енциклопедія. У 5-ти томах. - М: Радянська енциклопедія. Головний редакторА. М. Прохоров. 1988 .

Дивитись що таке "ПОТІК ВИМИКАННЯ" в інших словниках:

Розмірність ML2T 3 Одиниці виміру СІ Вт СГС … Вікіпедія

- (Променистий потік потужність випромінювання), повна енергія, що переноситься світлом в одиницю часу через цю поверхню. Поняття потік випромінювання (стосовно проміжків часу, що значно перевищує періоди світлових коливань … Великий Енциклопедичний словник

- (Променистий потік, потужність випромінювання), повна енергія, що переноситься світлом в одиницю часу через цю поверхню. Поняття потік випромінювання застосовується до проміжків часу, що значно перевищує періоди світлових коливань. * * * ПОТІК… … Енциклопедичний словник

потік випромінювання- , променистий потік, потужність випромінювання повна енергія, що переноситься оптичним випромінюванням (всіх його частот) в одиницю часу через цю поверхню. Для поглинаючої поверхні потік випромінювання сума поглиненої та відбитої енергії. Енциклопедичний словник з металургії

Книги

Потік енергії Сонця та її зміни, . У книзі розглянуто та узагальнено сучасні дані про потік випромінювання Сонця в різних галузях спектру з вимірювань із Землі та з космічних апаратів. Велику увагу приділено похибкам.
Енергетичний спектр частинок з енергією понад 10 еВ та потік електромагнітних спалахів у приземному шарі, В. Ф. Сокуров. У монографії прямим методом виміряно енергетичний спектр частинок з енергіями 10, 5-1017 еВ по потоку черенківських спалахів із щільністю випромінювання 17-1480 фотон см 2 еВ.