Облучённость (фотометрия)

Облучённость $E_e$$E_e$ — физическая величина, одна из энергетических фотометрических величин. Характеризует поверхностную плотность мощности излучения, падающего на поверхность. Количественно равна отношению потока излучения $d{\mathrm{\Phi <!--\; \Phi \; -->}}_e$$d\Phi _{e}$, падающего на малый участок поверхности, к площади этого участка $dS$$dS$:

Облучённость
$E_e$$E_e$
Размерность	M·T-3
Единицы измерения
СИ	Вт·м-2
СГС	эрг·см-2·с-1
Примечания
энергетическая фотометрическая величина

$E_e=\frac{d{\mathrm{\Phi <!--\; \Phi \; -->}}_e}{dS}.$$E_{e}={\frac {d\Phi _{e}}{dS}}.$

Численно облучённость равна модулю составляющей вектора Пойнтинга, перпендикулярной поверхности, усредненной за время, существенно превосходящее период электромагнитных колебаний.

Единица измерения в Международной системе единиц (СИ): Вт·м⁻².

Если поверхность освещается точечным источником, то для её облучённости выполняется:

$E_e=\frac{I_e}{r^2}\cos <!--\; \; -->\mathrm{\theta <!--\; \theta \; -->},$$E_{e}={\frac {I_{e}}{r^{2}}}\cos \theta ,$

где $I_e$$I_{e}$ — сила излучения источника в направлении интересующей точки поверхности, $r$$r$ — расстояние между этой точкой и источником, а $\mathrm{\theta <!--\; \theta \; -->}$$\theta$ — угол, который нормаль к поверхности образует с направлением на источник.

Другое, используемое в литературе, но не предусмотренное ГОСТом наименование облучённости, — энергетическая освещённость.

Спектральная плотность облучённости Править

 

Спектры облучённости, создаваемой солнечным излучением над атмосферой Земли и на уровне моря.

Спектральная плотность облучённости $E_{e,\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}$$E_{{e,\lambda }}$  — отношение величины облученности $d{E}_e,$$dE_{e},$  приходящейся на малый спектральный интервал $d\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->},$$d\lambda ,$  к ширине этого интервала:

$E_{e,\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}(\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->})=\frac{d{E}_e}{d\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}.$$E_{{e,\lambda }}(\lambda )={\frac {dE_{e}}{d\lambda }}.$ 

Единицей измерения $E_{e,\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}$$E_{{e,\lambda }}$  в системе СИ является Вт·м⁻³. Поскольку длины волн принято измерять в нанометрах, то на практике используется Вт·м⁻²·нм⁻¹.

Зависимость спектральной плотности облучённости от длины волны излучения называют спектром облучённости. На рисунке представлены спектры облучённости, создаваемой солнечным излучением за пределами земной атмосферы и на уровне моря. Там же для сравнения приведен спектр излучения абсолютно черного тела нагретого до температуры 5250 °С (~ 5525 К). Видно, что облучённость на поверхности Земли заметно ниже, чем в космосе, из-за поглощения излучения газами, составляющими атмосферу.

Световой аналог Править

В системе световых фотометрических величин аналогом облучённости является освещённость $E_v$$E_{v}$ . По отношению к облучённости освещённость является редуцированной фотометрической величиной, получаемой с использованием значений относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения $V(\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->})$$V(\lambda )$ :

$E_v=K_m\cdot <!--\; \cdot \; -->\underset{380nm}{\overset{780nm}{\int <!--\; \int \; -->}}{E}_{e,\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}(\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->})V(\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->})d\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->},$$E_{v}=K_{m}\cdot \int \limits _{{380~nm}}^{{780~nm}}E_{{e,\lambda }}(\lambda )V(\lambda )d\lambda ,$ 

где $K_m$$K_{m}$  — максимальная световая эффективность излучения, равная в системе СИ 683 лм/Вт. Её численное значение следует непосредственно из определения канделы.

Энергетические фотометрические величины СИ Править

Сведения о других основных энергетических фотометрических величинах приведены в таблице. Обозначения величин даны по ГОСТ 26148—84.

Энергетические фотометрические величины СИ

Наименование (синоним)	Обозначения	Определение	Единица в СИ	Световой аналог
Энергия излучения (лучистая энергия)	$Q_e$$Q_{e}$  или $W$$W$	Энергия, переносимая излучением	Дж	Световая энергия
Поток излучения (лучистый поток)	$\mathrm{\Phi <!--\; \Phi \; -->}$$\Phi$ e или $P$$P$	${\mathrm{\Phi <!--\; \Phi \; -->}}_e=\frac{d{Q}_e}{dt}$$\Phi _{e}={\frac {dQ_{e}}{dt}}$	Вт	Световой поток
Сила излучения (энергетическая сила света)	$I_e$$I_{e}$	$I_e=\frac{d{\mathrm{\Phi <!--\; \Phi \; -->}}_e}{d\mathrm{\Omega <!--\; \Omega \; -->}}$$I_{e}={\frac {d\Phi _{e}}{d\Omega }}$	Вт·ср−1	Сила света
Объёмная плотность энергии излучения	$U_e$$U_{e}$	$U_e=\frac{d{Q}_e}{dV}$$U_{e}={\frac {dQ_{e}}{dV}}$	Дж·м−3	Объёмная плотность световой энергии
Энергетическая светимость	$M_e$$M_{e}$	$M_e=\frac{d{\mathrm{\Phi <!--\; \Phi \; -->}}_e}{d{S}_1}$$M_{e}={\frac {d\Phi _{e}}{dS_{1}}}$	Вт·м−2	Светимость
Энергетическая яркость	$L_e$$L_{e}$	$L_e=\frac{d^2{\mathrm{\Phi <!--\; \Phi \; -->}}_e}{d\mathrm{\Omega <!--\; \Omega \; -->}d{S}_1\cos <!--\; \; -->\mathrm{\epsilon <!--\; \epsilon \; -->}}$$L_{e}={\frac {d^{2}\Phi _{e}}{d\Omega \,dS_{1}\,\cos \varepsilon }}$	Вт·м−2·ср−1	Яркость
Интегральная энергетическая яркость	${\mathrm{\Lambda <!--\; \Lambda \; -->}}_e$$\Lambda _{e}$	${\mathrm{\Lambda <!--\; \Lambda \; -->}}_e={\int <!--\; \int \; -->}_0^t{L}_e(t^{\prime })d{t}^{\prime }$$\Lambda _{e}=\int _{0}^{t}L_{e}(t')dt'$	Дж·м−2·ср−1	Интегральная яркость
Энергетическая экспозиция	$H_e$$H_{e}$	$H_e=\frac{d{Q}_e}{d{S}_2}$$H_{e}={\frac {dQ_{e}}{dS_{2}}}$	Дж·м−2	Световая экспозиция
Спектральная плотность энергии излучения	$Q_{e,\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}$$Q_{{e,\lambda }}$	$Q_{e,\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}=\frac{d{Q}_e}{d\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}$$Q_{{e,\lambda }}={\frac {dQ_{e}}{d\lambda }}$	Дж·м−1	Спектральная плотность световой энергии

Здесь $d{S}_1$$dS_{1}$  — площадь элемента поверхности источника, $d{S}_2$$dS_{2}$  — площадь элемента поверхности приёмника, $\mathrm{\epsilon <!--\; \epsilon \; -->}$$\varepsilon$  — угол между нормалью к элементу поверхности источника и направлением наблюдения.