Випромінювання і фотонні величини

Главная » Каталог статей » Статьи на украинском » Оптичні явища » Випромінювання і фотонні величини

Вихідним фізичним поняттям при побудові систем енергетичних і світлових величин є енергія, яка переноситься випромінюванням. В системах енергетичних величин потужність випромінювання називається променевим потоком чи потоком випромінювання. Для суцільного спектру повний променевий потік визначається інтегруванням:

clip_image002, де clip_image004- спектральна густина променевого потоку, тобто променевий потік, що приходиться на одиничний інтервал довжин хвиль: clip_image006clip_image008. Поняття спектральної густини можна застосувати до будь-яких величин для вимірювання випромінювання (сили випромінювання, енергетичної світимості і яскравості ).

Коли випромінювання, що використовується, оцінюється в енергетичних одиницях, ефективність джерела можна визначити коефіцієнтом корисної дії. В тих випадках, коли приймачем випромінювання є око і воно вимірюється в світлових одиницях, то використовують поняття світлова віддача – відношення світлового потоку, що випромінюється, до потужності, що споживається джерелом. Вимірюється ця величина лм/Вт. В лм/Вт вимірюється і світлова ефективність випромінювання – відношення світлового потоку випромінювання даного спектрального складу до його променевого потоку. Для лінійчатого спектру:clip_image010

Для суцільного спектру: clip_image012

Процес випромінювання супроводжується втратою енергії. Розглянемо процес, при якому в випромінювання переходить теплова енергія тіла. Теплове випромінювання називають також рівновагою, це слідує з другого закону термодинаміки: теплова рівновага, що встановилась в ізольованій системі не може бути порушена внаслідок будь-яких теплових обмінів всередині системи.

Кірхгоф довів, що відношення спектральної густини енергетичної світимості до спектрального коефіцієнта поглинання є універсальна для всіх тіл функція довжини хвилі і температури, що є спектральною густиною енергетичної світимості чорного тіла: М(Т)/α(Т)=МS(Т), де М(Т) – спектральна густина енергетичної світимості будь-якого тіла;

α(Т) – спектральний коефіцієнт поглинання цього тіла; МS(Т) – енергетична світимість чорного тіла при даній температурі.

Відношення енергетичної світимості будь-якого тіла, що обумовлене тепловим випромінюванням, до енергетичної світимості чорного тіла при тій же температурі називають коефіцієнтом випромінювання. Для інтегрального випромінювання реальних тіл можна записати закон Стефана-Больцмана в наступному вигляді: М(Т)=ε(Т)σТ4, де ε(Т) – коефіцієнт випромінення.

Оставьте комментарий к статье