التدفق الإشعاعي

في علم قياس الإشعاع ، يُعرف التدفق الإشعاعي أو القدرة الإشعاعية بأنه الطاقة الإشعاعية المنبعثة أو المنعكسة أو المنقولة أو المستقبلة في وحدة الزمن، بينما يُعرف التدفق الطيفي أو القدرة الطيفية بأنه التدفق الإشعاعي لكل وحدة تردد أو طول موجي ، وذلك بحسب ما إذا كان الطيف يُؤخذ كدالة للتردد أو الطول الموجي. وحدة قياس التدفق الإشعاعي في النظام الدولي للوحدات هي الواط (W)، أي جول واحد في الثانية ( J/s )، بينما وحدة قياس التدفق الطيفي بالنسبة للتردد هي الواط لكل هرتز ( W/Hz )، ووحدة قياس التدفق الطيفي بالنسبة للطول الموجي هي الواط لكل متر ( W/m )، أو عادةً الواط لكل نانومتر ( W/nm ). يُطلق على التدفق الإشعاعي أحيانًا اسم اللمعان ، خاصةً في سياقات علم الفلك.
التعريفات الرياضية
التدفق الإشعاعي
يُعرَّف التدفق الإشعاعي، الذي يُرمز له بـ Φ e ('e' لـ "الطاقة"، لتجنب الخلط مع الكميات الضوئية )، على النحو التالي [ 1 ] أين
- Q e هي الطاقة الإشعاعية الخارجة من سطح مغلق Σ في الفترة الزمنية T ؛
- لقد حان الوقت؛
- A هي مساحة السطح Σ ؛
- S هو متجه بوينتينغ ، الذي يمثل التدفق الاتجاهي للطاقة لكل وحدة زمنية، لكل وحدة مساحة؛
- n هو متجه الوحدة العمودي على عنصر المساحة التفاضلية dA .
يتذبذب معدل تدفق الطاقة عبر السطح بتردد الإشعاع، لكن أجهزة الكشف عن الإشعاع لا تستجيب إلا لمتوسط معدل التدفق. ويتم تمثيل ذلك باستبدال متجه بوينتينغ بالمتوسط الزمني لمعياره، مما يعطي حيث ⟨ - ⟩ هو المتوسط الزمني، و α هي الزاوية بين n و S.
التدفق الطيفي
يُعرَّف التدفق الطيفي في التردد ، ويرمز له بـ Φ e, ν ، على النحو التالي [ 1 ] حيث ν هو التردد.
يُعرَّف التدفق الطيفي في الطول الموجي ، ويرمز له بـ Φ e, λ ، على النحو التالي [ 1 ] حيث λ هو الطول الموجي.
وحدات قياس الإشعاع في النظام الدولي للوحدات

| كمية | وحدة | الأبعاد | ملحوظات | ||
|---|---|---|---|---|---|
| اسم | الرمز [ رقم 1 ] | اسم | رمز | ||
| الطاقة الإشعاعية | Q e [ nb 2 ] | جول | ج | M ⋅ L 2 ⋅ T −2 | طاقة الإشعاع الكهرومغناطيسي. |
| كثافة الطاقة الإشعاعية | نحن | جول لكل متر مكعب | J/m 3 | م ⋅ ل −1 ⋅ ت −2 | الطاقة الإشعاعية لكل وحدة حجم. |
| التدفق الإشعاعي | Φ e [ nb 2 ] | واط | W = J/s | م ⋅ ل 2 ⋅ ت −3 | الطاقة الإشعاعية المنبعثة أو المنعكسة أو المنقولة أو المستقبلة، لكل وحدة زمنية. ويُطلق عليها أحيانًا اسم "القدرة الإشعاعية"، وتُسمى في علم الفلك " السطوع ". |
| التدفق الطيفي | Φ e, ν [ nb 3 ] | واط لكل هرتز | واط/ هرتز | M ⋅ L 2 ⋅ T −2 | التدفق الإشعاعي لكل وحدة تردد أو طول موجي. ويُقاس الأخير عادةً بوحدة واط/ نانومتر . |
| Φ e, λ [ nb 4 ] | واط لكل متر | W/m | م ⋅ ل ⋅ ت −3 | ||
| شدة الإشعاع | I e,Ω [ nb 5 ] | واط لكل ستراديان | مع كبار السن | م ⋅ ل 2 ⋅ ت −3 | التدفق الإشعاعي المنبعث أو المنعكس أو المنقول أو المستقبل، لكل وحدة زاوية مجسمة. هذه كمية اتجاهية . |
| شدة الطيف | I e,Ω, ν [ nb 3 ] | واط لكل ستراديان لكل هرتز | W⋅sr −1 ⋅Hz −1 | M ⋅ L 2 ⋅ T −2 | شدة الإشعاع لكل وحدة تردد أو طول موجي. ويُقاس الطول الموجي عادةً بوحدة واط⋅ستراديان⁻¹⋅نانومتر⁻¹ . وهذه كمية اتجاهية . |
| I e,Ω, λ [ nb 4 ] | واط لكل ستراديان لكل متر | W⋅sr −1 ⋅m −1 | م ⋅ ل ⋅ ت −3 | ||
| إشراق | Le ,Ω [ nb 5 ] | واط لكل ستراديان لكل متر مربع | W⋅sr −1 ⋅m −2 | م ⋅ ت −3 | التدفق الإشعاعي المنبعث أو المنعكس أو المنقول أو المستقبل من سطح ما ، لكل وحدة زاوية مجسمة لكل وحدة مساحة مسقطة. هذه كمية اتجاهية ، وتُسمى أحيانًا "الشدة". |
| الإشعاع الطيفي، الشدة النوعية | Le ,Ω, ν [ nb 3 ] | واط لكل ستيراديان لكل متر مربع لكل هرتز | W⋅sr −1 ⋅m −2 ⋅Hz −1 | م ⋅ ت −2 | إشعاع سطح ما لكل وحدة تردد أو طول موجي. يُقاس الطول الموجي عادةً بوحدة واط⋅ستراديان⁻¹⋅م⁻²⋅نانومتر⁻¹ . هذه كمية اتجاهية ، وتُسمى أحيانًا "الشدة الطيفية". |
| Le ,Ω, λ [ nb 4 ] | واط لكل ستيراديان لكل متر مربع، لكل متر | W⋅sr −1 ⋅m −3 | م ⋅ ل −1 ⋅ ت −3 | ||
| كثافة تدفق الإشعاع | E e [ nb 2 ] | واط لكل متر مربع | واط/ م² | م ⋅ ت −3 | التدفق الإشعاعي الذي تتلقاه مساحة سطح ما لكل وحدة مساحة. ويُطلق عليه أحيانًا اسم "الشدة". |
| الإشعاع الطيفي، كثافة التدفق الطيفي | E e, ν [ nb 3 ] | واط لكل متر مربع لكل هرتز | واط / متر⁻² هرتز⁻¹ | م ⋅ ت −2 | شدة الإشعاع على سطح ما لكل وحدة تردد أو طول موجي. ويُطلق عليها أحيانًا اسم "الشدة الطيفية". تشمل وحدات كثافة التدفق الطيفي غير التابعة للنظام الدولي للوحدات (SI) وحدة جانسكي (1 Jy =10 −26 واط⋅م −2 ⋅هرتز −1 ) ووحدة التدفق الشمسي (1 sfu =10 −22 واط⋅م −2 ⋅هرتز −1 =10 4 Jy ). |
| E e, λ [ nb 4 ] | واط لكل متر مربع، لكل متر | واط/ م³ | م ⋅ ل −1 ⋅ ت −3 | ||
| راديوسيتي | J e [ nb 2 ] | واط لكل متر مربع | واط/ م² | م ⋅ ت −3 | التدفق الإشعاعي الخارج من (المنبعث والمنعكس والمنفذ من) سطح ما لكل وحدة مساحة. ويُطلق عليه أحيانًا اسم "الشدة". |
| الإشعاع الطيفي | J e, ν [ nb 3 ] | واط لكل متر مربع لكل هرتز | واط / متر⁻² هرتز⁻¹ | م ⋅ ت −2 | الإشعاعية السطحية لكل وحدة تردد أو طول موجي. ويُقاس الطول الموجي عادةً بوحدة واط / متر مربع/ نانومتر . ويُطلق عليه أحيانًا اسم "الشدة الطيفية". |
| J e, λ [ nb 4 ] | واط لكل متر مربع، لكل متر | واط/ م³ | م ⋅ ل −1 ⋅ ت −3 | ||
| إشعاع متألق | أنا [ ملاحظة 2 ] | واط لكل متر مربع | واط/ م² | م ⋅ ت −3 | التدفق الإشعاعي المنبعث من سطح ما لكل وحدة مساحة. هذا هو المكون المنبعث من الإشعاعية. "الانبعاث الإشعاعي" مصطلح قديم لهذه الكمية. ويُطلق عليها أحيانًا "الشدة". |
| الخروج الطيفي | Me , ν [ nb 3 ] | واط لكل متر مربع لكل هرتز | واط / متر⁻² هرتز⁻¹ | م ⋅ ت −2 | الإشعاع المنبعث من سطح ما لكل وحدة تردد أو طول موجي. ويُقاس الطول الموجي عادةً بوحدة واط / متر مربع/ نانومتر . "الانبعاث الطيفي" مصطلح قديم يُستخدم للإشارة إلى هذه الكمية، ويُطلق عليها أحيانًا "الشدة الطيفية". |
| Me , λ [ nb 4 ] | واط لكل متر مربع، لكل متر | واط/ م³ | م ⋅ ل −1 ⋅ ت −3 | ||
| التعرض الإشعاعي | هو | جول لكل متر مربع | J/m 2 | م ⋅ ت −2 | الطاقة الإشعاعية التي تتلقاها مساحة سطح ما لكل وحدة مساحة، أو ما يعادلها من إشعاع سطح ما متكامل على مدى فترة الإشعاع. ويطلق على هذا أحيانًا اسم "التدفق الإشعاعي". |
| التعرض الطيفي | He , ν [ nb 3 ] | جول لكل متر مربع لكل هرتز | J⋅m −2 ⋅Hz −1 | م ⋅ ت −1 | التعرض الإشعاعي لسطح ما لكل وحدة تردد أو طول موجي. ويُقاس الأخير عادةً بوحدة جول/متر مربع / نانومتر . ويُطلق عليه أحيانًا اسم "التدفق الطيفي". |
| He , λ [ nb 4 ] | جول لكل متر مربع، لكل متر | J/m 3 | م ⋅ ل −1 ⋅ ت −2 | ||
| انظر أيضاً: | |||||
- ↑ توصي منظمات المعايير بأن يتم الإشارة إلى الكميات الإشعاعيةباللاحقة "e" (اختصارًا لـ "الطاقة") لتجنب الخلط بينها وبينالكميات الضوئية أو الفوتونية .
- 1 2 3 4 5 رموز بديلة تُرى أحيانًا: W أو E للطاقة الإشعاعية، P أو F للتدفق الإشعاعي، I للإشعاعية، W للإخراج الإشعاعي.
- 1 2 3 4 5 6 7 يتم الإشارة إلى الكميات الطيفية المعطاة لكل وحدة تردد باللاحقة " ν " (الحرف اليوناني nu ، لا يجب الخلط بينه وبين الحرف "v"، الذي يشير إلى كمية ضوئية).
- 1 2 3 4 5 6 7 الكميات الطيفية المعطاة لكل وحدة طول موجي يتم الإشارة إليها باللاحقة " λ ".
- 1 2 يتم الإشارة إلى الكميات الاتجاهية باللاحقة " Ω ".
انظر أيضاً
مراجع
- 1 2 3 "العزل الحراري - انتقال الحرارة بالإشعاع - الكميات الفيزيائية والتعريفات" . ISO 9288:1989 . كتالوج ISO . 1989. تاريخ الاسترجاع: 15 مارس 2015 .
للمزيد من القراءة
- بويد، روبرت (1983). قياس الإشعاع وكشف الإشعاع الضوئي (سلسلة البصريات البحتة والتطبيقية) . وايلي-إنترساينس. ISBN 978-0-471-86188-1.
- القوة (الفيزياء)
- الكميات الفيزيائية
- القياس الإشعاعي
- المعدلات الزمنية
