Strålende energi

Den strålende energi er en fysisk mængde af radiometri . Det er energien , der transporteres af elektromagnetiske bølger , for eksempel lys , eller energien fra elektromagnetiske bølger, der er indeholdt i et givet område af rummet og på et defineret tidspunkt . Den SI-enhed af strålingsenergi er joule .

Solens strålingsintensitet over og på jordens overflade

beskrivelse

Hvis du betragter elektromagnetisk stråling som en strøm af fotoner , er strålingsenergien den energi, der transporteres i denne strøm.

En fotones energi afhænger kun af frekvensen:

{\ displaystyle E = h \ cdot f}

med Plancks virkningskvantum og hyppigheden af bølgen . ${\ displaystyle h}$ ${\ displaystyle f}$

I det makroskopiske område (meget mange fotoner) bruges symbolerne eller ofte til strålingsenergien i stedet for . For monokromatisk elektromagnetisk stråling, f.eks. For monokromatisk (enkeltfarvet) lys , er strålingsenergien produktet af antallet af fotoner i det rumlige område og energien af en foton: ${\ displaystyle E}$ ${\ displaystyle Q}$ ${\ displaystyle Q _ {\ mathrm {e}}}$ ${\ displaystyle N}$

{\ displaystyle Q _ {\ mathrm {e}} \ equiv E = N \ cdot h \ cdot f.}

Som regel består imidlertid elektromagnetisk stråling af fotoner med forskellige energier. I tilfælde af lys taler man om polykromatisk (flerfarvet) lys . For en generel beskrivelse af strålingsenergien skal man derfor tage højde for spektralfordelingen , som angiver, hvor mange fotoner der er i et frekvensområde fra til : ${\ displaystyle \ mathrm {d} N}$ ${\ displaystyle f}$ ${\ displaystyle f + \ mathrm {d} f}$

{\ displaystyle n (f) = {\ frac {\ mathrm {d} N} {\ mathrm {d} f}}}

Følgende resultater for strålingsenergien:

{\ displaystyle Q _ {\ mathrm {e}} \ equiv E = h \ int _ {0} ^ {\ infty} n (f) \ cdot f \ \ mathrm {d} f}

,

Forbindelse med andre mængder

Udstrålet magt

Ser man på det tidspunkt, hvor en bestemt mængde strålingsenergi transporteres, er der strålingseffekten (også kaldet strålingsstrøm) . ${\ displaystyle \ Phi _ {\ mathrm {e}}}$ ${\ displaystyle \ Phi _ {\ mathrm {e}} = {\ frac {\ mathrm {d} Q _ {\ mathrm {e}}} {\ mathrm {d} t}}}$

Fotometri

I fotometri tages også følsomheden af det menneskelige øje i betragtning, hvilket afhænger af frekvensen eller bølgelængden. Den på denne måde vægtede mængde er mængden af lys . Indekserne e og v står for energisk og visuelt . ${\ displaystyle Q _ {\ mathrm {v}}}$

Oversigt

radiometrisk mængde	Symbol ^a)	SI- enhed	beskrivelse	fotometrisk ækvivalent ^b)	symbol	SI-enhed
Strålingsflux strålingseffekt, strålingsstrøm, strålingseffekt	${\ displaystyle \ Phi _ {\ mathrm {e}}}$	W ( watt )	Strålende energi gennem tiden	Lysstrøm lysstrøm, lysstyrke	${\ displaystyle \ Phi _ {\ mathrm {v}}}$	lm ( lumen )
Stråle-styrke-stråle styrke, strålende intensitet	${\ displaystyle I _ {\ mathrm {e}}}$	W / sr	Strålingsstrøm gennem faste vinkler	Lysstyrke Lysstyrke	${\ displaystyle I _ {\ mathrm {v}}}$	cd = lm / sr ( candela )
Bestrålingsstyrke bestråling	${\ displaystyle E _ {\ mathrm {e}}}$	W / m ²	Strålingsstrøm gennem modtageroverfladen	Lysstyrke belysningsstyrke	${\ displaystyle E _ {\ mathrm {v}}}$	lx = lm / m ² ( lux )
Specifik stråling Ausstrahlungs-strømtæthed, strålende exitance	${\ displaystyle M _ {\ mathrm {e}}}$	W / m ²	Strålingsflux gennem senderoverfladen	Specifik lysemission lysudgang	${\ displaystyle M _ {\ mathrm {v}}}$	lm / m ²
Udstråling , udstråling, udstråling	${\ displaystyle L _ {\ mathrm {e}}}$	W / m ² sr	Strålende intensitet gennem effektivt transmitterområde	Luminans luminans	${\ displaystyle L _ {\ mathrm {v}}}$	cd / m ²
Strålingsenergimængde af stråling, strålingsenergi	${\ displaystyle Q _ {\ mathrm {e}}}$	J ( joules )	ved strålingsoverført energi	Mængde lys lysenergi, mængde lys	${\ displaystyle Q _ {\ mathrm {v}}}$	lm · s
Bestråling bestråling, strålingseksponering	${\ displaystyle H _ {\ mathrm {e}}}$	J / m ²	Strålende energi gennem modtageroverfladen	Eksponering lysende eksponering	${\ displaystyle H _ {\ mathrm {v}}}$	lx s
Stråling giver strålingseffektivitet	${\ displaystyle \ eta _ {\ mathrm {e}}}$	1	Strålingsstrøm gennem absorberet (for det meste elektrisk) strøm	Lyseffektivitet (samlet) lyseffekt	${\ displaystyle \ eta _ {\ mathrm {v}}}$	lm / W

^en)Indekset "e" bruges til at skelne det fra de fotometriske størrelser. Det kan udelades.

^b)De fotometriske størrelser er de radiometriske størrelser, vægtet med den fotometriske stråleækvivalent K , som indikerer følsomheden af det menneskelige øje.

Individuelle beviser

↑ Horst Stöcker (redaktør): Fysikens lommebog: formler, tabeller, oversigter . 6., korr. Tysk udgave, Frankfurt am Main 2010, ISBN 978-3-8171-1861-8 , pp. 369 (XXIV, 1079).
↑ Horst Stöcker (redaktør), ibid, s. 734.

[Stoecker_2010-1] Horst Stöcker (redaktør): Fysikens lommebog: formler, tabeller, oversigter . 6., korr. Tysk udgave, Frankfurt am Main 2010, ISBN 978-3-8171-1861-8 , pp. 369 (XXIV, 1079).

[2] Horst Stöcker (redaktør), ibid, s. 734.

Languages