Energía de radiación (óptica)

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energía de radiación
$Q_{e},W$
Dimensión	M._ _ L 2 T -2
Unidades
SI	j
SGA	ergio
notas
escalar

La energía de radiación es una cantidad física , una de las principales cantidades fotométricas de energía . Representa la energía transportada por la radiación óptica [1] . Sirve como base para otras cantidades fotométricas de energía.

La unidad de medida en el Sistema Internacional de Unidades (SI) es el julio (J), en el sistema CGS es el ergio (erg).

Como designación de letras, se usa [1] [2] o . $Q_{e}$ $W$

En el sistema de cantidades de luz , el análogo de la energía de radiación es la energía de la luz . $Q_{v}$

Densidad de energía espectral de la radiación

Si la radiación no es monocromática, en muchos casos es útil utilizar una cantidad como la densidad de energía espectral de la radiación. La densidad espectral de la energía de radiación es la energía de radiación por pequeña unidad de intervalo del espectro [2] . En este caso, los puntos del espectro se pueden especificar por sus longitudes de onda , frecuencias, energías de cuantos de radiación, números de onda, o de cualquier otra forma. Si la variable que determina la posición de los puntos del espectro es un cierto valor , entonces la densidad de energía espectral de la radiación correspondiente se denota y define como la relación del valor por pequeño intervalo espectral entre y al ancho de este intervalo: $X$ $Q_{{e,x}}(x)$ $dQ_{e}(x),$ $X$ $x+dx,$

Q_{{e,x}}(x)={\frac {dQ_{e}(x)}{dx}}.

En consecuencia, en el caso de utilizar longitudes de onda para la densidad de energía espectral de la radiación, se cumplirá lo siguiente:

Q_{{e,\lambda }}(\lambda )={\frac {dQ_{e}(\lambda )}{d\lambda }},

y al usar la frecuencia -

Q_{{e,\nu }}(\nu )={\frac {dQ_{e}(\nu )}{d\nu }}.

Debe tenerse en cuenta que los valores de la densidad de energía espectral de la radiación en un mismo punto del espectro, obtenidos utilizando diferentes coordenadas espectrales, no coinciden entre sí. Es decir, por ejemplo, es fácil demostrar que, teniendo en cuenta $Q_{{e,\nu }}(\nu )\neq Q_{{e,\lambda }}(\lambda ).$

Q_{{e,\nu }}(\nu )={\frac {dQ_{e}(\nu )}{d\nu }}={\frac {d\lambda }{d\nu }}{\ fracción {dQ_{e}(\lambda )}{d\lambda }}

\lambda ={\frac {c}{\nu ))

la proporción correcta se convierte en:

Q_{{e,\nu }}(\nu )={\frac {\lambda ^{2}}{c}}Q_{{e,\lambda }}(\lambda ).

Luz analógica

En el sistema de magnitudes fotométricas de luz , el análogo de la energía de radiación es la energía luminosa . En relación con la energía de radiación, la energía luminosa es un valor fotométrico reducido obtenido a partir de los valores de la eficiencia luminosa espectral relativa de la radiación monocromática para visión diurna [3] : $Q_{v}$ $V(\lambda)$

Q_{v}=K_{m}\cdot \int \limits _{{380~nm}}^{{780~nm}}Q_{{e,\lambda }}(\lambda )V(\lambda )d \lambda,

donde es la máxima eficiencia luminosa de radiación [4] , igual en el sistema SI a 683 lm /W [5] [6] . Su valor numérico se deriva directamente de la definición de la candela . $K_{m}$

Cantidades derivadas

En la tabla [7] se proporciona información sobre las principales cantidades de energía .

Cantidades fotométricas de energía SI

Nombre (sinónimo de [8] )	Designación de valor	Definición	Notación de unidades SI	Análogo de luz
Flujo de radiación (flujo radiante)	$\Fi$ o _ $PAGS$	$\Phi _{e}={\frac {dQ_{e}}{dt}}$	Mar	Flujo de luz
Fuerza de radiación (fuerza de energía de la luz)	$Es decir}$	$I_{e}={\frac{d\Phi_{e}}{d\Omega }}$	mar sr −1	El poder de la luz
Densidad de energía de radiación volumétrica	$tu_{e}$	$U_{e}={\frac{dQ_{e}}{dV}}$	J m −3	Densidad volumétrica de la energía luminosa.
Luminosidad energética	$Yo}$	$M_{e}={\frac{d\Phi_{e}}{dS_{1}}}$	W m −2	Luminosidad
Brillo de energía	$L_{e}$	$L_{e}={\frac {d^{2}\Phi_{e}}{d\Omega \,dS_{1}\,\cos \varepsilon }}$	W metro −2 sr −1	Brillo
Brillo de energía integral	$\Lambda _{e}$	$\Lambda _{e}=\int _{0}^{t}L_{e}(t')dt'$	J m −2 sr −1	Brillo integral
Irradiación (iluminación de energía)	$E_e$	$E_{e}={\frac{d\Phi_{e}}{dS_{2}}}$	W m −2	iluminación
exposición a la energía	$Él}$	$H_{e}={\frac{dQ_{e}}{dS_{2}}}$	J m −2	exposición a la luz
Densidad de energía espectral de la radiación	$Q_{{e,\lambda}}$	$Q_{{e\lambda}}={\frac {dQ_{e}}{d\lambda}}$	J m −1	Densidad espectral de la energía luminosa.

Aquí , es el área del elemento de superficie fuente, es el área del elemento de superficie receptor y es el ángulo entre la normal al elemento de superficie fuente y la dirección de observación. $dS_{1}$ $dS_{2}$ $\varepsilon$

Notas

↑ 1 2 GOST 7601-78. óptica física. Términos, designaciones de letras y definiciones de cantidades básicas
↑ 1 2 GOST 26148-84. Fotometría. Términos y definiciones.
↑ GOST 8.332-78. Sistema estatal para asegurar la uniformidad de las mediciones. Medidas de luz. Valores de la eficiencia luminosa espectral relativa de la radiación monocromática para visión diurna. (enlace no disponible) . Consultado el 12 de junio de 2012. Archivado desde el original el 4 de octubre de 2013. (indefinido)
↑ El término "equivalente fotométrico de radiación" también se usa en la literatura.
↑ El número 683 lm/W es un valor aproximado , un valor más exacto es 683.002 lm/W. Vea el artículo de Kandela para más detalles . $K_{m}$
↑ GOST 8.417-2002. Sistema estatal para asegurar la uniformidad de las mediciones. Unidades de cantidades. (enlace no disponible) . Consultado el 12 de junio de 2012. Archivado desde el original el 10 de noviembre de 2012. (indefinido)
↑ Todas las designaciones según GOST 7601-78 y GOST 26148-84.
↑ El nombre utilizado en la literatura, pero no entre los recomendados en el sistema SI y en GOST.

Magnitudes fotométricas de energía

energía de radiación
flujo de radiación
Potencia de radiación media
Máxima potencia de radiación
Brillo de energía
Fuerza de radiación
Luminosidad energética
Irradiación
Densidad de potencia de radiación superficial
Densidad de energía de radiación superficial
exposición espacial
iluminación de energía
exposición a la energía
Exposición a la energía espacial
Brillo de energía integral
Densidad de energía de radiación volumétrica
Densidad de volumen de la fuerza de radiación