Фотометрические величины (астрономия)


Фотометрические величины (астрономия)

Фотометри́ческая величина́ — аддитивная физическая величина, определяющая временно́е, пространственное, спектральное распределение энергии оптического излучения и свойств веществ, сред и тел как посредников переноса или приемников энергии.

В астрономии обычно используются фотометрические величины, немного отличные от принятых в физике.

Содержание

Интенсивность (поверхностная яркость)

Рассмотрим элементарную площадку \Delta \sigma с вектором нормали \vec{n}, находящуюся в поле излучения источника с телесным углом \Delta \Omega. Направление на источник задается вектором \vec{\Omega}. Пусть \Delta E — количество энергии, пришедшее от источника за время \Delta t в данном направлении в полосе частот \Delta \nu. Интенсивность излучения в данном направлении — это количество энергии, проходящее через единичную площадку, расположенную перпендикулярно к выбранному направлению, с единичного телесного угла в единичной полосе частот в единицу времени:

I_{\nu} = \frac{\Delta E}{\Delta\sigma \cos\theta\Delta\nu \Delta t \Delta\Omega}.

\theta — угол между векторами \vec{n} и \vec{\Omega}. Следует обратить особое внимание, что слова «в данном направлении» говорят о направлении на источник, задаваемое вектором \vec{\Omega}.

В рассмотрение берется проекция площадки на направление \vec{\Omega}, то есть по сути дела проекция на плоский волновой фронт бесконечно удалённого источника, поэтому интенсивность не зависит от ориентации площадки. В силу того, что как для энергии \Delta E, так и для телесного угла \Delta \Omega действует закон обратных квадратов, интенсивность не зависит от расстояния до источника. Важным свойством интенсивности является то, что она характеризует сам источник и никак не связана со свойствами и расположением приёмника.

Поток излучения

В теоретической астрофизике часто вводят понятие вектора потока излучения:

\vec{F}_{\nu}(\vec{r}) = \iint\limits_{4\pi}\vec{\Omega}I_{\nu}(\vec{r},\vec{\Omega})d\Omega.

Данный вектор характеризует поле излучения и указывает в направлении переноса энергии излучения. Если излучение изотропно, то есть интенсивность не зависит от направления, то вектор потока равен нулю.

Проекцию вектора потока на направление нормали называют потоком в данном направлении:

F_{\nu}(\vec{r})= (\vec{F}_{\nu},\vec{n}) = \iint\limits_{4\pi}I_{\nu}(\vec{r},\vec{\Omega})\cos\theta d\Omega

Фраза «в данном направлении» говорит об ориентации площадки, задаваемой вектором нормали \vec{n}.

В наблюдательной астрономии обычно говорят о потоке от объекта. Тогда речь идет только о том излучении, которое исходит из телесного угла, занимаемого объектом. Кроме того, объекты, которые изучает астрономия, часто оказываются точечными (неразрешимыми), и для них нельзя ввести понятие интенсивности. Поэтому часто вводят определение потока, не связанное с интенсивностью. Поток — это количество энергии, проходящее через единичную площадку, в единичной полосе частот в единицу времени:

F_{\nu} = \frac{\Delta E}{\Delta\sigma \Delta\nu \Delta t}.

Именно эту физическую величину измеряют все телескопы. Если источник разрешим, и его интенсивность определена, то оба определения эквиваленты.

Звёздные величины

Плотность энергии излучения

Литература

  1. Амбарцумян В.А, Мустель Э. Р., Северный А. Б., Соболев В. В. Теоретическая астрофизика. — М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1952.
  2. Иванов В. В. Перенос излучения и спектры небесных тел. — М.: Наука, 1969, — 472 с.
  3. Засов А. В., Постнов К. А. Общая астрофизика. — Фрязино, 2006. — 496 с.

См. также



Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Фотометрические величины (астрономия)" в других словарях:

  • Вселенная — Крупномасштабная структура Вселенной как она выглядит в инфракрасных лучах с длиной волны 2,2 мкм  1 600 000 галактик, зарегистри …   Википедия

  • Вега — У этого термина существуют и другие значения, см. Вега (значения). Вега Звезда …   Википедия

  • Vega — Вега Звезда Положение Веги в созвездии Лиры История исследования Обозначения Vega, α Lyr, 3 Lyr, HIP 91262[1], GCRV 11085 …   Википедия

  • Вега (звезда) — Вега Звезда Положение Веги в созвездии Лиры История исследования Обозначения Vega, α Lyr, 3 Lyr, HIP 91262[1], GCRV 11085 …   Википедия

  • СССР. Естественные науки —         Математика          Научные исследования в области математики начали проводиться в России с 18 в., когда членами Петербургской АН стали Л. Эйлер, Д. Бернулли и другие западноевропейские учёные. По замыслу Петра I академики иностранцы… …   Большая советская энциклопедия

  • Астероиды — I (планетоиды, малые планеты) суть тела, обращающиеся около солнца, подобно большим планетам, и находящиеся в промежутке между Марсом и Юпитером. Открытие А. представляет чрезвычайно любопытный факт в истории астрономии, так как существование… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Астрофизика — (от др. греч. ἀστήρ  «звезда, светило» и φυσικά  «природа»)  наука на стыке астрономии и физики, изучающая физические процессы в астрономических объектах, таких, как звёзды, галактики и т. д. Физические свойства материи на… …   Википедия

  • Физика звёзд — Физика звезд  одна из отраслей астрофизики, изучающая физическую сторону звезд (масса, плотность, …). Содержание 1 Размеры, массы, плотность, светимость звезд 1.1 Масса звёзд …   Википедия

  • Hipparcos — Тестирование спутника в Large Solar Simulator, ESTEC Организация …   Википедия

  • Двойные звёзды —         две звезды, близкие друг другу в пространстве и составляющие физическую систему, компоненты которой связаны силами взаимного тяготения. Компоненты обращаются по эллиптическим орбитам вокруг общего центра масс и вместе движутся в Галактике …   Большая советская энциклопедия