Strahlungsausgang - Radiant exitance

In Radiometrie , spezifische Ausstrahlung oder Ausstrahlung der Strahlungsfluss durch eine Oberfläche pro Flächeneinheit emittiert wird , während die spektrale spezifische Ausstrahlung oder spektrale Emittanz die spezifische Ausstrahlung einer Oberfläche pro Einheit Frequenz oder Wellenlänge , abhängig davon , ob das Spektrum als Funktion genommen wird von Frequenz oder Wellenlänge. Dies ist die emittierte Komponente der Radiosität . Die SI - Einheit für spezifische Ausstrahlung ist das Watt pro Quadratmeter ( W / m 2 ), während der spektralen spezifische Ausstrahlung in Frequenz ist das Watt pro Quadratmeter pro Hertz (W · m -2 · Hz -1 ) , und daß der spektralen spezifischen Ausstrahlung in der Wellenlänge ist das Watt pro Quadratmeter pro Meter (W · m –3 ) - üblicherweise das Watt pro Quadratmeter pro Nanometer ( W · m –2 · nm –1 ). Die CGS-Einheit erg pro Quadratzentimeter pro Sekunde ( erg · cm −2 · s −1 ) wird in der Astronomie häufig verwendet . Der Strahlungsaustritt wird in anderen Bereichen der Physik als der Radiometrie oft als "Intensität" bezeichnet. In der Radiometrie führt diese Verwendung jedoch zu Verwechslungen mit der Strahlungsintensität .

Mathematische Definitionen

Strahlungsausgang

Der Strahlungsaustritt einer Oberfläche , bezeichnet mit M e ("e" für "energetisch", um Verwechslungen mit photometrischen Größen zu vermeiden ), ist definiert als

wo

Wenn wir über den von einer Oberfläche empfangenen Strahlungsfluss sprechen wollen, sprechen wir von Bestrahlungsstärke .

Der Strahlungsaustritt einer schwarzen Oberfläche nach dem Stefan-Boltzmann-Gesetz ist gleich:

wo

Für eine reale Oberfläche ist der Strahlungsaustritt also gleich:

wobei ε das Emissionsvermögen dieser Oberfläche ist.

Spektraler Ausgang

Der spektrale Frequenzabgang einer Oberfläche , bezeichnet mit M e, ν , ist definiert als

wobei ν die Frequenz ist.

Der spektrale Austritt in der Wellenlänge einer Oberfläche , bezeichnet mit M e, λ , ist definiert als

wobei λ die Wellenlänge ist.

Der spektrale Austritt einer schwarzen Oberfläche um eine bestimmte Frequenz oder Wellenlänge gemäß dem Lambertschen Kosinusgesetz und dem Planckschen Gesetz ist gleich:

wo

Für eine reale Oberfläche ist der spektrale Austritt also gleich:

SI-Radiometrieeinheiten

SI-Radiometrieeinheiten
Menge Einheit Abmessungen Anmerkungen
Name Symbol Name Symbol Symbol
Strahlungsenergie Q e Joule J. M L 2 T −2 Energie elektromagnetischer Strahlung.
Strahlungsenergiedichte w e Joule pro Kubikmeter J / m 3 M L −1 T −2 Strahlungsenergie pro Volumeneinheit.
Strahlungsfluss Φ e Watt W = J / s M L 2 T −3 Pro Zeiteinheit emittierte, reflektierte, gesendete oder empfangene Strahlungsenergie. Dies wird manchmal auch als "Strahlungsleistung" bezeichnet.
Spektralfluss Φ e, ν Watt pro Hertz W / Hz M L 2 T −2 Strahlungsfluss pro Frequenzeinheit oder Wellenlänge. Letzteres wird üblicherweise in W⋅nm −1 gemessen .
Φ e, λ Watt pro Meter W / m M L T −3
Strahlungsintensität I e, Ω Watt pro Steradiant W / sr M L 2 T −3 Strahlungsfluss, der pro Raumwinkeleinheit ausgesendet, reflektiert, gesendet oder empfangen wird. Dies ist eine Richtungsgröße .
Spektrale Intensität I e, Ω, ν Watt pro Steradiant pro Hertz W⋅sr −1 ⋅Hz −1 M L 2 T −2 Strahlungsintensität pro Frequenzeinheit oder Wellenlänge. Letzteres wird üblicherweise in W⋅sr −1 ⋅nm −1 gemessen . Dies ist eine Richtungsgröße .
I e, Ω, λ Watt pro Steradiant pro Meter W⋅sr −1 ⋅m −1 M L T −3
Glanz L e, Ω Watt pro Steradiant pro Quadratmeter W⋅sr −1 ⋅m −2 M T −3 Strahlungsfluss, der von einer Oberfläche pro Raumwinkeleinheit pro projizierter Flächeneinheit emittiert, reflektiert, gesendet oder empfangen wird . Dies ist eine Richtungsgröße . Dies wird manchmal auch verwirrenderweise als "Intensität" bezeichnet.
Spektrale Ausstrahlung L e, Ω, ν Watt pro Steradiant pro Quadratmeter pro Hertz W⋅sr −1 ⋅m −2 ⋅Hz −1 M T −2 Strahlung einer Oberfläche pro Frequenzeinheit oder Wellenlänge. Letzteres wird üblicherweise in W⋅sr −1 ⋅m −2 ⋅nm −1 gemessen . Dies ist eine Richtungsgröße . Dies wird manchmal auch verwirrenderweise als "spektrale Intensität" bezeichnet.
L e, Ω, λ Watt pro Steradiant pro Quadratmeter, pro Meter W⋅sr −1 ⋅m −3 M L −1 T −3
Bestrahlungsstärke
Flussdichte
E e Watt pro Quadratmeter W / m 2 M T −3 Strahlungsfluss, der von einer Oberfläche pro Flächeneinheit empfangen wird . Dies wird manchmal auch verwirrenderweise als "Intensität" bezeichnet.
Spektrale Bestrahlungsstärke
Spektrale Flussdichte
E e, ν Watt pro Quadratmeter pro Hertz W⋅m −2 ⋅Hz −1 M T −2 Bestrahlungsstärke einer Oberfläche pro Frequenzeinheit oder Wellenlänge. Dies wird manchmal auch verwirrenderweise als "spektrale Intensität" bezeichnet. Nicht-SI-Einheiten der spektralen Flussdichte umfassen Jansky (1 Jy = 10 –26  W⋅m –2 ⋅Hz –1 ) und Solarflusseinheit (1 sfu = 10 –22  W⋅m –2 ⋅Hz –1 = 10 4)  Jy).
E e, λ Watt pro Quadratmeter, pro Meter W / m 3 M L −1 T −3
Radiosität J e Watt pro Quadratmeter W / m 2 M T −3 Strahlungsfluss , der eine Fläche pro Flächeneinheit verlässt (emittiert, reflektiert und durchgelassen wird) . Dies wird manchmal auch verwirrenderweise als "Intensität" bezeichnet.
Spektrale Radiosität J e, ν Watt pro Quadratmeter pro Hertz W⋅m −2 ⋅Hz −1 M T −2 Radiosität einer Oberfläche pro Frequenzeinheit oder Wellenlänge. Letzteres wird üblicherweise in W⋅m −2 ⋅nm −1 gemessen . Dies wird manchmal auch verwirrenderweise als "spektrale Intensität" bezeichnet.
J e, λ Watt pro Quadratmeter, pro Meter W / m 3 M L −1 T −3
Strahlungsausgang M e Watt pro Quadratmeter W / m 2 M T −3 Strahlungsfluss , der von einer Oberfläche pro Flächeneinheit emittiert wird . Dies ist die emittierte Komponente der Radiosität. "Strahlungsemission" ist ein alter Begriff für diese Größe. Dies wird manchmal auch verwirrenderweise als "Intensität" bezeichnet.
Spektraler Ausgang M e, ν Watt pro Quadratmeter pro Hertz W⋅m −2 ⋅Hz −1 M T −2 Strahlungsaustritt einer Oberfläche pro Frequenzeinheit oder Wellenlänge. Letzteres wird üblicherweise in W⋅m −2 ⋅nm −1 gemessen . "Spektrale Emission" ist ein alter Begriff für diese Größe. Dies wird manchmal auch verwirrenderweise als "spektrale Intensität" bezeichnet.
Me , λ Watt pro Quadratmeter, pro Meter W / m 3 M L −1 T −3
Strahlenexposition H e Joule pro Quadratmeter J / m 2 M T −2 Strahlungsenergie, die von einer Oberfläche pro Flächeneinheit empfangen wird , oder äquivalente Bestrahlungsstärke einer Oberfläche, die über die Bestrahlungszeit integriert ist. Dies wird manchmal auch als "Strahlungsfluss" bezeichnet.
Spektrale Belichtung He , ν Joule pro Quadratmeter pro Hertz J⋅m −2 ⋅Hz −1 M T −1 Strahlenexposition einer Oberfläche pro Frequenzeinheit oder Wellenlänge. Letzteres wird üblicherweise in J⋅m −2 ⋅nm −1 gemessen . Dies wird manchmal auch als "spektrale Fluenz" bezeichnet.
He , λ Joule pro Quadratmeter, pro Meter J / m 3 M L −1 T −2
Halbkugelförmiger Emissionsgrad ε N / A 1 Strahlungsaustritt einer Oberfläche , geteilt durch den eines schwarzen Körpers bei der gleichen Temperatur wie diese Oberfläche.
Spektraler halbkugelförmiger Emissionsgrad ε ν
  oder
ε λ
N / A 1 Spektraler Austritt einer Oberfläche , geteilt durch den eines schwarzen Körpers bei der gleichen Temperatur wie diese Oberfläche.
Richtungsemissionsvermögen ε Ω N / A 1 Von einer Oberfläche emittierte Strahlung , geteilt durch die von einem schwarzen Körper bei der gleichen Temperatur wie diese Oberfläche emittierte .
Spektrales direktionales Emissionsvermögen ε Ω, ν
  oder
ε Ω, λ
N / A 1 Spektrale Strahlung, die von einer Oberfläche emittiert wird , geteilt durch die eines schwarzen Körpers bei derselben Temperatur wie diese Oberfläche.
Hemisphärische Absorption EIN N / A 1 Von einer Oberfläche absorbierter Strahlungsfluss , geteilt durch den von dieser Oberfläche empfangenen. Dies sollte nicht mit " Absorption " verwechselt werden .
Spektrale halbkugelförmige Absorption A ν
  oder
A λ
N / A 1 Spektraler Fluss , der von einer Oberfläche absorbiert wird , geteilt durch den von dieser Oberfläche empfangenen. Dies sollte nicht mit " spektraler Absorption " verwechselt werden .
Richtungsabsorption A Ω N / A 1 Ausstrahlung absorbiert durch eine Fläche , dividiert durch die Strahlen fallen auf dieser Oberfläche. Dies sollte nicht mit " Absorption " verwechselt werden .
Spektrale Richtungsabsorption A Ω, ν
  oder
A Ω, λ
N / A 1 Von einer Oberfläche absorbierte spektrale Strahlung , geteilt durch die auf diese Oberfläche einfallende spektrale Strahlung. Dies sollte nicht mit " spektraler Absorption " verwechselt werden .
Halbkugelförmiges Reflexionsvermögen R. N / A 1 Strahlungsfluss, der von einer Oberfläche reflektiert wird , geteilt durch den von dieser Oberfläche empfangenen.
Spektrales halbkugelförmiges Reflexionsvermögen R ν
  oder
R λ
N / A 1 Spektraler Fluss, der von einer Oberfläche reflektiert wird , geteilt durch den von dieser Oberfläche empfangenen.
Richtungsreflexion R Ω N / A 1 Von einer Oberfläche reflektierte Strahlung , geteilt durch die von dieser Oberfläche empfangene.
Spektrales Richtungsreflexionsvermögen R Ω, ν
  oder
R Ω, λ
N / A 1 Spektrale Strahlung, die von einer Oberfläche reflektiert wird , geteilt durch die von dieser Oberfläche empfangene.
Halbkugelförmige Durchlässigkeit T. N / A 1 Strahlungsfluss , der von einer Oberfläche übertragen wird , geteilt durch den von dieser Oberfläche empfangenen.
Spektrale halbkugelförmige Durchlässigkeit T ν
  oder
T λ
N / A 1 Von einer Oberfläche übertragener Spektralfluss , geteilt durch den von dieser Oberfläche empfangenen.
Richtungsdurchlässigkeit T Ω N / A 1 Von einer Oberfläche übertragene Strahlung , geteilt durch die von dieser Oberfläche empfangene Strahlung .
Spektrale Richtungsdurchlässigkeit T Ω, ν
  oder
T Ω, λ
N / A 1 Spektrale Strahlung, die von einer Oberfläche gesendet wird , geteilt durch die von dieser Oberfläche empfangene.
Hemisphärischer Dämpfungskoeffizient μ wechselseitiger Zähler m −1 L −1 Strahlungsfluss absorbiert und gestreut durch ein Volumen pro Längeneinheit, geteilt durch das von diesem Volumen empfangene.
Spektraler hemisphärischer Dämpfungskoeffizient μ ν
  oder
μ λ
wechselseitiger Zähler m −1 L −1 Spektraler Strahlungsfluss, absorbiert und gestreut durch ein Volumen pro Längeneinheit, geteilt durch das von diesem Volumen empfangene.
Richtungsdämpfungskoeffizient μ Ω wechselseitiger Zähler m −1 L −1 Strahlung absorbiert und gestreut durch ein Volumen pro Längeneinheit, geteilt durch das von diesem Volumen empfangene.
Spektraler Richtungsdämpfungskoeffizient μ Ω, ν
  oder
μ Ω, λ
wechselseitiger Zähler m −1 L −1 Die spektrale Strahlung wird von einem Volumen pro Längeneinheit absorbiert und gestreut , geteilt durch das von diesem Volumen empfangene.
Siehe auch: SI   · Radiometrie   · Photometrie

Siehe auch

Verweise