Интенсивность излучения

Интенсивность излучения
Облако, окутанное лучами Солнца — главного источника тепла и света на Земле

Источник света — любой объект, излучающий энергию в световом спектре. По своей природе подразделяются на искуственные и естественные.

В физике идеализированы моделями точечных и непрерывных источников света.

Содержание

Возникновение света[1]

Излучение фотона света при переходе атома с зарядом ядра +Ze с третьего энергетического уровня во второй. ---- До 1923 года большинство физиков отказывались верить в то, что электромагнитное излучение обладает квантовыми свойствами. Вместо этого они склонны были объяcнять поведение фотонов квантованием материи, как, например, в модели атома водорода, предложенной Бором. Хотя все полуклассические модели были опровергнуты экспериментами, они привели к созданию квантовой механики.

Хорошо известно, что при нагревании до определённых температур вещества начинают излучать свет: будь то вольфрамовый волосок в электрической лампочке или наше небесное светило, температура на поверхности которого составляет тысячи градусов.

Учёными было установлено, что энергия атомов носит дискретный характер и изменяется определёнными скачками, своими для каждого атома. Эти установленные возможные значения энергий атомов получили названия энергетических или квантовых уровней. Электроны, находясь на одном из высших энергетических уровней, самопроизвольно переходят на более низшие через промежуток времени порядка 10-8 секунды. При этом самопроизвольный переход из низшего состояния в любое другое невозможен. Этот уровень называется основным, в то время, как остальные — возбуждёнными. В нормальных условиях все атомы находятся в своих основных энергетических состояниях. Для того, чтобы возбудить атом, ему необходимо сообщить некоторую энергию, причём для каждого атома существует определённая наименьшая порция энергии, переводящая из основного состояния в возбуждённое (так для водорода эта величина равна 10,1 эВ — это расстояние между его первым и вторым энергетическими уровнями).

При переходе из более высоких состояний в более низкие испускается порция энергии — фотон. Согласно формуле Планка испускаемая энергия рассчитывается так:

E = hνnm,

где h — постоянная Планка, а νnm — частота фотона при переходе из уровня n на уровень m (n>m), которую можно рассчитать через энергии этих уровней: \nu_{nm}=\frac{E_n-E_m}{h}

С ростом температуры тела излучение дополняется всё более высокими частотами. Таким образом, излучение тела, нагретого до нескольких тысяч градусов, будет представлять сплошной спектр: от инфракрасного до ультрафиолетового.

См. также: Корпускулярно-волновой дуализм, Вынужденное излучение

Интенсивность света

Любой источник света характеризуется своей интенсивностью — средним по времени значением величины вектора Пойнтинга:

I=<|\vec{S}|>=<|[\vec{E}\times \vec{H}]|>

Таким образом, интенсивность пропорциональна квадрату амплитуды колебаний электомагнитного поля: I \sim E_0^2 \sim B_0^2

Через значение напряжённости электрического поля её можно выразить следующим образом:

I=\frac{\varepsilon_0 c \sqrt{\varepsilon \mu} E_0^2}{2},

где \varepsilon_0 — диэлектрическая постоянная, c=\frac{1}{\sqrt{\varepsilon_0 \mu_0}} — электродинамическая постоянная (скорость света в вакууме), \sqrt{\varepsilon \mu} — показатель преломления среды, μ — магнитная проницаемость вещества, \varepsilon — диэлектрическая проницаемость вещества.

Моделирование источников света в виртуальных пространствах[2]

В приложениях компьютерной графики реального времени, например в компьютерных играх, выделяют три основных вида источников света:

Они лишь приближённо описывают свои аналоги в физическом мире, тем не менее в сочетании с качественными моделями затенения, например затенением по Фонгу они позволяют создавать вполне реалистичные изображения.

Ссылки

  1. Г.С. Ландсберг Элементарный учебник физики. Том 3. Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика. — 12-е изд.. — М.: Физматлит, 2001. — 656 с. — ISBN 5-9221-0138-2
  2. Д. Роджерс Алгоритмические основы машинной графики = Procedural elements for computer graphics. — пер. с англ.. — М.: Мир, 1989. — ISBN 5-03-000476-9,0-07-053534-5 (англ.)

Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Интенсивность излучения" в других словарях:

  • ИНТЕНСИВНОСТЬ ИЗЛУЧЕНИЯ — (интенсивность лучистого потока), полный поток энергии излучения, проходящий за ед. времени через единичную площадку в направлении нормали к ней и рассчитанный на ед. телесного угла. Понятие «И. и.» применяется в теории равновесного излучения, в… …   Физическая энциклопедия

  • интенсивность излучения — интенсивность излучения; яркость излучения Поток излучения, распространяющийся в данном направлении, отнесенный к единице элементарного телесного угла, осью которого является выбранное направление, и к единице поверхности, расположенной в данной… …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • Интенсивность излучения — отнесенная к площади поперечного сечения элементарной сферы энергия, переносимая излучением, проникающим в единицу времени в объем этой сферы …   Российская энциклопедия по охране труда

  • интенсивность излучения — (I) Величина, пропорциональная квадрату амплитуды электромагнитного колебания. [ГОСТ 7601 78] Тематики оптика, оптические приборы и измерения Обобщающие термины колебания и волны EN intensity of radiation DE Strahlungsintensität FR intensité de… …   Справочник технического переводчика

  • интенсивность излучения — spinduliuotės intensyvumas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. intensity of radiation; radiant intensity; radiation intensity vok. Strahlenintensität, f; Strahlungsintensität, f rus. интенсивность излучения, f pranc. intensité de… …   Fizikos terminų žodynas

  • интенсивность излучения — [radiation intensity] характеристика мощности излучения, определяемая количеством квантов энергии в единицу времени; Смотри также: Интенсивность интенсивность эксплуатации интенсивность скоростей деформаций …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • интенсивность излучения — rus интенсивность (ж) излучения eng radiant intensity fra intensité (f) énergétique deu Strahlungsstärke (f) spa intensidad (f) de la radiación, intensidad (f) energética …   Безопасность и гигиена труда. Перевод на английский, французский, немецкий, испанский языки

  • интенсивность излучения — энергия излучения, переносимая фотонами (квантами) или частицами в единицу времени через поверхность, равную единице площади, в направлении, перпендикулярном этой поверхности; измерение И. и. используется при лучевой терапии, физиотерапии и т. д …   Большой медицинский словарь

  • Интенсивность излучения (облучения) — Поверхностная плотность потока энергии, падающая на единицу облучаемой площади. Измеряется в энергетических единицах Вт/м2, Вт/см2 (1 Вт/м2 10( 4) Вт/см2, 1 кал/см2 мин 6970 Вт/м2) на рабочем месте. Источник: СН: Санитарные нормы… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • интенсивность излучения (при радиокаротаже) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN counting rate …   Справочник технического переводчика

Книги

Другие книги по запросу «Интенсивность излучения» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»