Облучённость (фотометрия)

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

Облучённость $E_e$ —- физическая величина, одна из энергетических фотометрических величин^[1]. 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 $dS$^[1][2]:

$E_e=\frac{d\Phi_e}{dS}.$

Численно облучённость равна модулю вектора Пойнтинга, усредненного за время, существенно превосходящее период электромагнитных колебаний.

Единица измерения СИ: Вт^.м^-2.

Если поверхность освещается точечным источником^[3], 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^[1] наименование облучённости, — энергетическая освещенность.

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 $V(\lambda)$[4]: $E_v=K_m \cdot \int\limits_{380~nm}^{780~nm}E_{e,\lambda}(\lambda)V(\lambda) d\lambda,$ где $K_m$ — максимальная световая эффективность излучения[5], равная в системе СИ 683 лм/Вт[6]. Её численное значение следует непосредственно из определения канделы. Энергетические фотометрические величины СИ Сведения о других основных энергетических фотометрических величинах приведены в таблице. Энергетические фотометрические величины СИ Наименование (синоним[7]) 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. Примечания ↑ 1 2 3 ГОСТ 26148—84. Фотометрия. Термины и определения. ↑ Облученность. Статья в Физической энциклопедии. ↑ Точечным можно считать любой источник, если расстояние между ним и точкой наблюдения достаточно велико по сравнению с его размерами. ↑ ГОСТ 8.332-78. Государственная система обеспечения единства измерений. Световые измерения. Значения относительной cпектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения. ↑ В литературе используется также термин «фотометрический эквивалент излучения». ↑ ГОСТ 8.417-2002. Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин. ↑ Наименование, используемое в литературе, но не входящее в число рекомендованных в системе СИ и в ГОСТах.