Энергия излучения

Энергия, переносимая электромагнитным излучением или гравитационным излучением Видимый свет, например солнечный свет энергия, которая используется в солнечной энергии генерации.

В физике и, в частности, измеряется радиометрией, лучистой энергией - энергия электромагнитного и гравитационного излучения. Единица измерения энергии - джоуль (Дж). Количество лучистой энергии может быть вычислено путем интегрирования лучистого потока (или мощности ) относительно времени. Символ Q e часто используется в литературе для обозначения лучистой энергии («e» для «энергетической», чтобы избежать путаницы с фотометрическими величинами). В отраслях физики, отличных от радиометрии, электромагнитная энергия обозначается с помощью E или W. Этот термин используется, в частности, когда электромагнитное излучение испускается источником в окружающую среду. Это излучение может быть видимым или невидимым для человеческого глаза.

• 1 Использование и история терминологии
• 2 Анализ
  • 2.1 Открытые системы
• 3 Приложения
• 4 единицы радиометрии SI
• 5 См. Также
• 6 Примечания и ссылки
• 7 Дополнительная литература

Термин «лучистая энергия» чаще всего используется в областях радиометрии, солнечная энергия, обогрев и освещение, но также иногда используется в других областях (например, телекоммуникации ). В современных приложениях, связанных с передачей энергии из одного места в другое, «лучистая энергия» иногда используется для обозначения самих электромагнитных волн, а не их энергии (свойства волн). В прошлом также использовался термин «электроизлучательная энергия».

Термин «лучистая энергия» также применяется к гравитационному излучению. Например, первые когда-либо наблюдавшиеся гравитационные волны были вызваны столкновением черной дыры, которая испустила около 5,3 × 10 джоулей энергии гравитационных волн.

Черенковское излучение светится в активной зоне реактора TRIGA.

Поскольку электромагнитное (ЭМ) излучение можно представить как поток фотонов, лучистую энергию можно рассматривать как энергию фотонов - энергия, переносимая этими фотонами. С другой стороны, электромагнитное излучение можно рассматривать как электромагнитную волну, которая переносит энергию в своих колебательных электрических и магнитных полях. Эти два взгляда полностью эквивалентны и согласованы друг с другом в квантовой теории поля (см. дуальность волна-частица ).

ЭМ излучение может иметь различные частоты. Полосы частот, присутствующие в данном ЭМ-сигнале, могут быть четко определены, как это видно на атомных спектрах, или могут быть широкими, как в излучении черного тела. На изображении частицы энергия, переносимая каждым фотоном, пропорциональна его частоте. На волновом изображении энергия монохроматической волны пропорциональна ее интенсивности. Это означает, что если две электромагнитные волны имеют одинаковую интенсивность, но разные частоты, то волна с более высокой частотой «содержит» меньше фотонов, поскольку каждый фотон более энергичен.

Когда электромагнитные волны поглощаются объектом, энергия волн преобразуется в тепло (или преобразуется в электричество в случае фотоэлектрического материал). Это очень знакомый эффект, поскольку солнечный свет нагревает поверхности, которые он облучает. Часто это явление связано, в частности, с инфракрасным излучением, но любое электромагнитное излучение нагревает объект, который его поглощает. ЭМ волны также могут быть отраженными или рассеянными, и в этом случае их энергия также перенаправляется или перераспределяется.

Открытые системы

Лучистая энергия - это один из механизмов, с помощью которого энергия может входить или выходить из открытой системы. Такая система может быть искусственной, например, коллектор солнечной энергии, или природной, например, земной атмосферой. В геофизике большинство атмосферных газов, включая парниковые газы, позволяют коротковолновой радиантной энергии Солнца проходить к поверхности Земли, нагревая землю и океаны. Поглощенная солнечная энергия частично переизлучается в виде более длинноволнового излучения (в основном инфракрасного излучения), часть которого поглощается парниковыми газами в атмосфере. Лучистая энергия вырабатывается на Солнце в результате ядерного синтеза.

Лучистая энергия используется для лучистого нагрева. Он может генерироваться электрически с помощью инфракрасных ламп или может поглощаться солнечным светом и использоваться для нагрева воды. Тепловая энергия излучается от теплого элемента (пол, стена, потолочная панель) и нагревает людей и другие предметы в комнатах, а не напрямую нагревает воздух. Из-за этого температура воздуха может быть ниже, чем в здании с традиционным отоплением, даже если комната кажется такой же комфортной.

Были изобретены различные другие применения лучистой энергии. К ним относятся обработка и осмотр, разделение и сортировка, средство контроля и средство коммуникации. Многие из этих приложений включают источник лучистой энергии и детектор, который реагирует на это излучение и выдает сигнал, представляющий некоторую характеристику излучения. Детекторы лучистой энергии реагируют на падающую лучистую энергию в виде увеличения или уменьшения электрического потенциала или тока потока или некоторых других ощутимых изменений, таких как экспонирование фотопленки.

Единицы радиометрии СИ

• v
• t

Количество		Единица		Размер	Примечания
Имя	Символ	Имя	Символ	Символ
Лучистая энергия	Qe	джоуль	J	M⋅L⋅T	Энергия электромагнитного излучения.
Плотность лучистой энергии	we	джоуль на кубический метр	Дж / м	M⋅L⋅T	Лучистая энергия на единицу объема.
Лучистый поток	Φe	ватт	W = Дж / с	M⋅L⋅T	Излучаемая, отраженная, переданная или полученная энергия излучения за единицу времени. Иногда это также называют «сияющей силой».
Спектральный поток	Φe, ν	ватт на герц	W/Hz	M⋅L⋅T	Лучистый поток на единицу частоты или длины волны. Последний обычно измеряется в W⋅nm.
	Φe, λ	ватт на метр	Вт / м	M⋅L⋅T
Интенсивность излучения	Ie, Ом	ватт на стерадиан	W/sr	M⋅L⋅T	Излучаемый, отраженный поток излучения, передано или получено на единицу телесного угла. Это направленная величина.
Спектральная интенсивность	Iе, Ом, ν	ватт на стерадиан на герц	Вт⋅ср⋅Гц	M⋅L⋅T	Интенсивность излучения на единицу частоты или длины волны. Последний обычно измеряется в W⋅sr⋅nm. Это направленная величина.
	Ie, Ом, λ	ватт на стерадиан на метр	Вт⋅см	M⋅L⋅T
Сияние	Le, Ом	ватт на стерадиан на квадратный метр	Вт⋅см	M⋅T	Поток излучения, излучаемый, отраженный, передаваемый или принимаемый поверхностью, на единицу телесного угла на единицу площади проекции. Это направленная величина. Иногда это также ошибочно называют «интенсивностью».
Спектральная яркость	Lе, Ом, ν	ватт на стерадиан на квадратный метр на герц	Вт⋅ср⋅м⋅Гц	M⋅T	Яркость поверхности на единицу частоты или длины волны. Последний обычно измеряется в W⋅sr⋅m⋅nm. Это направленная величина. Иногда это также ошибочно называют «спектральной интенсивностью».
	Le, Ом, λ	ватт на стерадиан на квадратный метр, на метр	Вт⋅см	M⋅L⋅T
энергетическая освещенность. Плотность потока	Ee	ватт на квадратный метр	Вт / м	M⋅T	Поток излучения, принимаемый поверхностью на единицу площади. Иногда это также ошибочно называют «интенсивностью».
Спектральная освещенность. Спектральная плотность потока	Ee, ν	ватт на квадратный метр на герц	Вт⋅м⋅Гц	M⋅T	Энергетическая освещенность поверхности на единицу частоты или длины волны. Иногда это также ошибочно называют «спектральной интенсивностью». Единицы измерения спектральной плотности потока, не относящиеся к системе СИ, включают jansky (1 Ян = 10 Вт⋅м⋅Гц) и единицу солнечного потока (1 sfu = 10 Вт⋅м⋅Гц = 10 Ян.).
	Ee, λ	ватт на квадратный метр на метр	Вт / м	M⋅L⋅T
Радиосвет	Je	ватт на квадратный метр	Вт / м	M⋅T	Лучистый поток оставляя (излучаемый, отраженный и проходящий) поверхность на единицу площади. Иногда это также ошибочно называют «интенсивностью».
Спектральная светимость	Jе, ν	ватт на квадратный метр на герц	Вт⋅м⋅Гц	M⋅T	Светимость поверхности на единицу частоты или длины волны. Последний обычно измеряется в Вт⋅мнм. Иногда это также ошибочно называют «спектральной интенсивностью».
	Je, λ	ватт на квадратный метр на метр	Вт / м	M⋅L⋅T
Коэффициент излучения	Me	ватт на квадратный метр	Вт / м	M⋅T	излучающий поток, излучаемый поверхностью на единицу площади. Это излучаемая составляющая излучения. «Излучение» - это старый термин для обозначения этой величины. Иногда это также ошибочно называют «интенсивностью».
Спектральная светимость	Mе, ν	ватт на квадратный метр на герц	Вт⋅м⋅Гц	M⋅T	Световая светимость поверхности на единицу частоты или длины волны. Последний обычно измеряется в Вт⋅мнм. «Спектральный коэффициент излучения» - старый термин для обозначения этой величины. Иногда это также ошибочно называют «спектральной интенсивностью».
	Me, λ	ватт на квадратный метр на метр	Вт / м	M⋅L⋅T
Излучение	He	джоуль на квадратный метр	Дж / м	M⋅T	излучающее энергия, получаемая поверхностью на единицу площади, или, что эквивалентно, освещенность поверхности, интегрированная во времени облучения. Иногда это также называют «сияющим флюенсом».
Спектральная экспозиция	He, ν	джоуль на квадратный метр на герц	Дж⋅м⋅Гц	M⋅T	Излучение поверхности на единицу частоты или длины волны. Последний обычно измеряется в Дж⋅мнм. Иногда это также называют «спектральным флюенсом».
	He, λ	джоуль на квадратный метр, на метр	Дж / м	M⋅L⋅T
Коэффициент излучения в полусфере	ε	N / A		1	Коэффициент излучения поверхности, деленный на выходную мощность черное тело при той же температуре, что и эта поверхность.
Спектральная полусферическая излучательная способность	εν. or. ελ	Неприменимо		1	Спектральная светимость поверхности, деленная на светимость черного тела при той же температуре, что и эта поверхность.
Направленная излучательная способность	εΩ	Н / Д		1	Сияние, излучаемое поверхностью, деленное на излучаемое черным телом при той же температуре, что и эта поверхность.
Спектральная направленная излучательная способность	εОм, ν. or. εОм, λ	Н / Д		1	Спектральная яркость, излучаемая поверхностью, деленная на яркость черного тела при той же температуре, что и эта поверхность.
Полусферическое поглощение	A	Н / Д		1	Поток излучения, поглощаемый поверхностью, деленный на поток, получаемый этой поверхностью. Не следует путать с «поглощение ».
Спектральное полусферическое поглощение	Aν. or. Aλ	N / A		1	Спектральный поток, поглощаемый поверхностью, деленный на поток, принимаемый этой поверхностью. Не следует путать с «спектральное поглощение ».
Направленное поглощение	AΩ	Н / П		1	Излучение, поглощаемое поверхностью, деленное на яркость, падающую на эту поверхность. Не следует путать с «поглощение ».
Спектральное направленное поглощение	AОм, ν. or. AОм, λ	Н / Д		1	Спектральная яркость, поглощаемая поверхностью, деленная на спектральную яркость, падающую на эту поверхность. Не следует путать с «спектральное поглощение ».
Коэффициент отражения полусферы	R	N / A		1	Лучистый поток, отраженный от поверхности, деленный на поток, принимаемый этой поверхностью.
Спектральный полусферический коэффициент отражения	Rν. or. Rλ	Н / Д		1	Спектральный поток, отраженный поверхностью, деленный на поток, принимаемый этой поверхностью.
Направленная отражательная способность	RΩ	Нет данных		1	Сияние, отраженное поверхностью, деленное на получаемое этой поверхностью.
Спектральный коэффициент направленного отражения	RОм, ν. or. RОм, λ	Н / Д		1	Спектральная яркость, отраженная поверхностью, деленная на яркость, полученную этой поверхностью.
Полусферический коэффициент пропускания	T	Н / Д		1	Излучаемый поток, передаваемый поверхностью, деленный на поток, принимаемый этой поверхностью.
Спектральный полусферический коэффициент пропускания	Tν. or. Tλ	Н / Д		1	Спектральный поток, передаваемый поверхностью, деленный на поток, принимаемый этой поверхностью.
Направленный коэффициент пропускания	TΩ	Н / П		1	Сияние, передаваемое поверхностью, деленное на получаемое этой поверхностью.
Спектральное направленное пропускание	TОм, ν. or. TОм, λ	Н / Д		1	Спектральная яркость, передаваемая поверхностью, деленная на яркость, принимаемую этой поверхностью.
Коэффициент затухания в полусфере	μ	обратный метр	m	L	Поток излучения, поглощаемый и рассеиваемый объемом на единицу длины, деленный на полученный этим объемом.
Спектральный полусферический коэффициент ослабления	μν. or. μλ	обратный измеритель	m	L	Спектральный лучистый поток, поглощаемый и рассеянный объемом на единицу длины, деленный на полученный этим объемом.
Коэффициент направленного ослабления	μΩ	обратный метр	m	L	Излучение, поглощаемое и рассеиваемое объемом на единицу длины, деленное на полученное этим объемом.
Коэффициент направленного спектрального ослабления	μОм, ν. or. μОм, λ	обратный метр	m	L	Спектральная яркость, поглощенная и рассеянная объемом на единицу длины, деленная на полученную на этот объем.
См. Также: SI ·Радиометрия ·Фотометрия

Энергия света Люминесценция Мощность Радиометрия Федеральный стандарт 1037C Передача Открыть система

Энергетический портал Фотоэлектрический эффект Фотодетектор Фотоэлемент Фотоэлемент