Сила випромінення

Шаблон:Картка фізичної величини Енергетична си́ла випромі́нення (також сила випромінення, інтенсивність випромінення, енергетична сила світла) $I_e$ — одна з енергетичних фотометричних величин, що характеризує потужність, яка переноситься випромінюванням у певному напрямку. Дорівнює відношенню потоку випромінювання, що поширюється від джерела випромінювання всередині малого тілесного кута, до цього тілесного кута:

$I_e=\frac{d{\mathrm{\Phi }}_e}{d\mathrm{\Omega }}.$

Сила випромінення — кутова густина потоку випромінювання.

Одиницею вимірювання в Міжнародній системі одиниць (SI) є Вт/ср, в системі СГС — ерг/(с·ср).

Еквівалентним терміну «сила випромінення» є термін «енергетична сила світла». Цей термін слід відрізняти від поняття «сила світла», що описує хоча й аналогічну, але не енергетичну, а світлову величину.

Спектральна густина сили випромінення

Якщо випромінення немонохроматичне, то його в багатьох випадках характеризують диференціальною величиною — спектральною густиною сили випромінення. Спектральна густина сили випромінення являє собою силу випромінення, що припадає на малий одиничний інтервал спектру. Точки спектру при цьому можуть задаватися довжинами хвиль, частотами, енергіями квантів випромінювання, хвильовими числами або будь-яким іншим відповідним способом. Якщо змінною, що визначає положення точок спектра, є деяка величина $x$, то відповідна їй спектральна густина сили випромінення позначається $I_{e,x}(x)$ і визначається як відношення величини $d{I}_e(x),$ що припадає на малий спектральний інтервал, розташований між $x$ і $x+dx,$ до ширини цього інтервалу:

$I_{e,x}(x)=\frac{d{I}_e(x)}{dx}.$

Наприклад, якщо для задання положень точок спектра використовуються довжини хвиль, то для спектральної густини енергії випромінення буде виконуватися:

$I_{e,\lambda }(\lambda )=\frac{d{I}_e(\lambda )}{d\lambda },$

а за використання частоти —

$I_{e,\nu }(\nu )=\frac{d{I}_e(\nu )}{d\nu }.$

Слід мати на увазі, що значення спектральної густини сили випромінення в одній і тій самій точці спектра, одержувані за використання різних спектральних координат, в загальному випадку не збігаються. Тобто, наприклад, $I_{e,\nu }(\nu )\ne I_{e,\lambda }(\lambda ).$ Неважко показати, що з урахуванням

$I_{e,\nu }(\nu )=\frac{d{I}_e(\nu )}{d\nu }=\frac{d\lambda }{d\nu }\frac{d{I}_e(\lambda )}{d\lambda }$ і $\lambda =\frac{c}{\nu }$

правильне співвідношення набуває вигляду:

$I_{e,\nu }(\nu )=\frac{{\lambda }^2}{c}{I}_{e,\lambda }(\lambda ).$

Спектральна густина сили випромінення використовується в розрахунках під час переходу до сили світла.

Світловий аналог

У системі світлових фотометричних величин аналогом сили випромінення є сила світла $I_v$. Стосовно сили випромінення сила світла є зредукованою фотометричною величиною, одержуваною з використанням значень відносної спектральної світлової ефективності монохроматичного випромінення для денного зору $V(\lambda )$:

$I_v=K_m\cdot \underset{380nm}{\overset{780nm}{\int }}{I}_{e,\lambda }(\lambda )V(\lambda )d\lambda ,$

де $K_m$ — максимальна світлова ефективність випромінювання, рівна в системі SI 683 лм/Вт. Її чисельне значення випливає безпосередньо з визначення кандели.

Див. також

• Енергетична фотометрична величина