輻照度
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(重定向自光谱辐照度)
在光學裏,輻照度(irradiance)是電磁輻射入射於曲面時每單位面積的功率。輻射出射度(radiant emittance,radiant exitance)是從每單位面積曲面輻射出的功率。採用國際單位制,這些物理量的單位為瓦特每平方米(W/m2),採用CGS單位制,這些物理量的單位為爾格每平方厘米每秒(erg·cm−2·s−1,常用於天文學)。
物理学中,代表单位面积功率的物理量常被稱為強度,但這用法會與輻射強度(单位立体角内的辐射通量)引起混淆。特别在光学和激光物理学中,辐照度也被叫做光强。
輻照度表示各種頻率輻射的總量。物理學者時常也會分開檢驗輻射頻譜的每一單獨頻率。假設對於入射於曲面的輻射做這動作,則稱這輻射為光譜輻照度(spectral irradiance),國際單位制的單位為W·Hz−1/m2。
假設一個點光源均勻地朝著所有方向傳播光波,則輻照度按照平方反比定律遞減。
技術性細節
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輻照度也是坡印廷向量垂直於曲面的分量的時間平均值。
太陽能
日射量是太陽照射而造成的輻照度。地面上的一塊水平平面所接受到的總輻照度等於「直接輻照度」 與「漫輻照度」 的代數和。對於傾斜平面,還必需添加「反射輻照度」 ,即從地面反射出的輻照度。平均反射輻照度大約為總輻照度的 20% 。總結,總輻照度 為[2]
- 。
在一段時間間隔內,日射量對於時間的積分是日射積(solar irradiation),測量單位為J/m2。[2]
參見
物理量 | 符号 | 国际单位制 | 單位符號 | 注释 |
---|---|---|---|---|
輻射出射度(Radiant exitance) | Me | 瓦特每平方米 | W·m−2 | 表面出射的辐射通量 |
辐射度(Radiosity) | Je or Jeλ | 瓦特每平方米 | W⋅m−2 | 表面出射及反射的辐射通量总和 |
輻射率(Radiance) | Le | 瓦特每球面度每平方米 | W·sr−1·m−2 | 每單位立體角每單位投射表面的辐射通量。 |
辐射能(Radiant energy) | Qe | 焦耳 | J | 能量。 |
辐射能量密度(Radiant energy density) | ωe | 焦耳每立方米 | J⋅m−3 | |
辐射强度(Radiant intensity) | Ie | 瓦特每球面度 | W·sr−1 | 每單位立體角的辐射通量。 |
辐射曝光量(Radiant exposure) | He | 焦耳每平方米 | J⋅m−2 | |
辐射通量(Radiant flux) | Φe | 瓦特 | W | 每單位時間的辐射能量,亦作「辐射功率」。 |
輻照度(Irradiance) | Ee | 瓦特每平方米 | W·m−2 | 入射表面的辐射通量。 |
光譜辐射出射度(Spectral radiant emittance) | Meλ 或 Meν |
瓦特每立方米 或 瓦特每平方米每赫兹 |
W⋅m−3 or W⋅m−2⋅Hz−1 |
表面出射的辐射通量的波长或频率的分布 |
光譜輻射率(Spectral radiance) | Leλ 或 Leν |
瓦特每球面度每立方米 或 |
W⋅sr−1⋅m−3 或 W⋅sr−1⋅m−2⋅Hz−1 |
常用W⋅sr−1⋅m−2⋅nm−1 |
光譜輻照度(Spectral irradiance) | Eλ 或 Eν |
瓦特每立方米 或 瓦特每平方米每赫茲 |
W·m−3 或 W·m−2·Hz−1 |
通常測量單位為 W·m−2·nm−1 |
光譜功率(Spectral power) | Φeλ | 瓦特每米 | W⋅m−1 | 辐射通量的波长分布 |
光谱强度(Spectral intensity) | Ieλ | 瓦特每球面度每米 | W⋅sr−1⋅m−1 | 辐射强度的波长分布 |
參考文獻
- ^ Griffiths, David J. Introduction to electrodynamics 3. ed., reprint. with corr. Upper Saddle River, NJ [u.a.]: Prentice-Hall. 1999 [2012-04-06]. ISBN 0-13-805326-X. (原始内容存档于2021-04-17).
- ^ 2.0 2.1 Quaschning, Volker. Technology fundamentals—The sun as an energy resource. Renewable Energy World. 2003, 6 (5): 90–93 [2012-04-06]. (原始内容存档于2017-05-12).