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輻照度

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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 emittanceradiant 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)。

物理學中,代表單位面積功率的物理量常被稱為強度,但這用法會與輻射強度(單位立體角內的輻射通量)引起混淆。特別在光學和激光物理學中,輻照度也被叫做光強

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着所有方向傳播光波,則輻照度按照平方反比定律遞減。

技術性細節

傳播於物質的單色光,其輻照度為 [1]

其中, 是輻照度,電容率 是電場的複振幅

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 [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 符號 國際單位制 單位符號 註釋
輻射出射度(Radiant exitance) Me 瓦特每平方米 W·m−2 表面出射的輻射通量
輻射度(Radiosity) Je or J 瓦特每平方米 W⋅m−2 表面出射及反射的輻射通量總和
輻射率(Radiance) Le 瓦特球面度每平方米 W·sr−1·m−2 每單位立體角每單位投射表面的輻射通量
輻射能(Radiant energy) Qe 焦耳 J 能量
輻射能量密度英語Radiant energy density(Radiant energy density) ωe 焦耳每立方米 J⋅m−3
輻射強度(Radiant intensity) Ie 瓦特球面度 W·sr−1 每單位立體角的輻射通量。
輻射曝光量(Radiant exposure) He 焦耳每平方米 J⋅m−2
輻射通量(Radiant flux) Φe 瓦特 W 每單位時間的輻射能量,亦作「輻射功率」。
輻照度(Irradiance) Ee 瓦特每平方米 W·m−2 入射表面的輻射通量。
光譜輻射出射度(Spectral radiant emittance) M

M
瓦特每立方米

瓦特每平方米每赫茲

W⋅m−3
or
W⋅m−2⋅Hz−1
表面出射的輻射通量的波長或頻率的分佈
光譜輻射率(Spectral radiance) L

L

瓦特球面度每立方米

瓦特球面度每平方米每赫茲

W⋅sr−1m−3

W⋅sr−1⋅m−2Hz−1
常用W⋅sr−1⋅m−2⋅nm−1
光譜輻照度(Spectral irradiance) Eλ

Eν
瓦特每立方米
瓦特每平方米每赫茲
W·m−3

W·m−2·Hz−1
通常測量單位為 W·m−2·nm−1
光譜功率(Spectral power) Φ 瓦特每米 W⋅m−1 輻射通量的波長分佈
光譜強度英語Radiant intensity(Spectral intensity) I 瓦特球面度每米 W⋅sr−1⋅m−1 輻射強度的波長分佈

參考文獻

  1. ^ 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. (原始內容存檔於2021-04-17). 
  2. ^ 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]. (原始內容存檔於2017-05-12).