광휘도
Radiance방사선 측정에서 방사도는 단위 투영 면적당 단위 고체 각도당 특정 표면에 의해 방출, 반사, 투과 또는 수신되는 복사 플럭스이다.스펙트럼 복사 강도는 스펙트럼이 주파수 또는 파장의 함수로 받아들여지는지에 따라 단위 주파수 또는 파장당 표면의 광도이다.이것들은 방향수량입니다.평방 미터(W·sr−1·m−2)에 입체 호도 법에 빛의 SI단위는 와트 Hz(W·sr−1·m−2·Hz−1)매 평방 미터 당 입체 호도 법에 반해 주파수에 분광 복사량의 와트와 입체 호도 법 매 평방 미터 당 미터 파장에서 분광 복사량은 저것이다 와트 광장에 입체 호도 법에(W·sr−1·m−3)—commonly 와트. 할머니는 당 미터om (W·sr−1·m−2·nm−1)마이크로 플릭은 또한 일부 [1][2]분야에서 스펙트럼 광도를 측정하는 데 사용됩니다.방사조도는 전자기 복사의 확산방출과 반사를 특징짓거나 중성미자 및 기타 입자의 방출을 정량화하기 위해 사용됩니다.역사적으로 광도는 "강도"라고 불리며 스펙트럼 광도는 "특정 강도"라고 불린다.아직도 많은 분야에서 이 용어를 사용하고 있습니다.그것은 특히 열전달, 천체물리학, 천문학에서 우세하다."강도"는 물리학에서 다른 많은 의미를 가지며, 가장 일반적인 것은 단위 면적당 전력이다.
묘사
방사조도는 표면이 방출, 반사, 전송 또는 수신하는 전력의 어느 정도를 광학 시스템이 특정 각도에서 표면을 바라보는지를 나타내기 때문에 유용합니다.이 경우, 실체의 관심 각도는 광학계의 입구 동공에 의해 기울어진 실체의 각도입니다.눈은 광학계이기 때문에, 광도와 그 사촌의 휘도는 물체가 얼마나 밝게 보이는지를 보여주는 좋은 지표이다.이 때문에, 광도와 휘도는 모두 「휘도」라고 불리기도 합니다.이제 이 사용은 권장되지 않습니다(자세한 내용은 밝기 기사 참조).일부 분야(특히 레이저 물리학)에서는 "휘도"에 대한 "밝기"의 비표준적인 사용이 지속되고 있습니다.
광도를 굴절률 제곱으로 나눈 것은 기하학적 광학에서 불변합니다.즉, 공기 중의 이상적인 광학 시스템의 경우 출력에서의 광도는 입력 광도와 동일합니다.이것은 때때로 광도 보존이라고 불립니다.실제 수동 광학 시스템의 경우 굴절률이 변하지 않는 한 출력 방사율은 입력과 최대 같습니다.예를 들면, 렌즈에 의해 소자 화상을 형성하면, 광파워가 작은 면적에 집중되기 때문에, 화상의 조사 강도가 높아집니다.그러나, 화상 평면의 빛은, 큰 입체각을 채우고 있기 때문에, 렌즈에 손실이 없다고 가정하면, 광도는 같게 됩니다.
스펙트럼 방사 조도는 주파수 또는 파장의 함수로 광도를 나타냅니다.방사 조도는 모든 주파수 또는 파장에 걸친 스펙트럼 방사 조도의 정수입니다.특정 온도에서 이상적인 흑체의 표면에 의해 방출되는 방사선의 경우, 스펙트럼 방사도는 플랑크의 법칙에 의해 제어되는 반면, 표면이 방사되는 반구에 걸친 광도의 적분은 스테판-볼츠만 법칙에 의해 주어진다.그 표면은 램버터리안이고, 따라서 그 광도는 시야각과 관련하여 균일하며, 단순히 스테판-볼츠만 적분이다.이 인수는 천정각의 코사인 전체에 걸쳐 적분에 의해 감소된 반구의 고체 각도 2µ 스테라디안으로부터 얻어진다.
수학적 정의
광휘도
L로 표기되는e,Ω 표면의 광도("에너지"의 경우 "e"는 광도량과의 혼동을 피하고 "δ"는 방향량임을 나타냄)는 다음과 같이[3] 정의된다.
어디에
일반적으로e,Ω L은 θ~cos θ, 방위각~δe/δ에 따라 보는 방향의 함수이다.램버트 표면의 특수한 경우,2 δδe/(δδA)는 cosθ에 비례하고e,Ω, L은 등방성(시선 방향과는 무관)이다.
광원에서 방출되는 광도를 계산할 때 A는 광원 표면의 영역을 나타내며 δ는 빛이 방출되는 고체 각도를 나타냅니다.검출기에 의해 수신된 방사도를 계산할 때 A는 검출기 표면의 면적을 참조하고 검출기에서 보았을 때 선원에 의해 섬세하게 조정된 고체 각도에 대한 δ를 참조한다.위에서 설명한 바와 같이 광원이 보존될 때 선원이 방출하는 광도는 이를 관찰하는 검출기가 수신하는 광도와 동일하다.
스펙트럼 광도
L로 표시된e,Ω,ν 표면 주파수의 스펙트럼 방사 광도는 다음과 같이 정의된다[3].
여기서 θ는 주파수입니다.
L로 표시된e,Ω,λ 표면의 파장에서의 스펙트럼 방사 광도는 다음과 같이 정의된다[3].
여기서 θ는 파장입니다.
기본 광도 보존
표면의 광도는 에텐드와 관련이 있다.
어디에
- n은 해당 표면이 침지된 굴절률이다.
- G는 광선의 끝이다.
빛이 이상적인 광학계를 통과할 때 에텐드와 복사 플럭스가 모두 보존됩니다.따라서 기본 광도는 다음과 같이 정의됩니다[4].
또한 보존됩니다.실제 시스템에서는 에텐드가 증가하거나(예를 들어 산란으로 인해) 복사 플럭스가 감소하거나(예를 들어 흡수로 인해) 기본 방사선이 감소할 수 있습니다.그러나 에텐드가 감소하지 않을 수 있고 복사속도 증가하지 않을 수 있으며 따라서 기본 광도가 증가하지 않을 수 있다.
SI 방사선 측정 단위
| 양 | 구성 단위 | 치수 | 메모들 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 이름. | 기호.[nb 1] | 이름. | 기호. | 기호. | ||||
| 복사 에너지 | Qe[nb 2] | 줄 | J | MlLtT2−2 | 전자기 방사 에너지 | |||
| 복사 에너지 밀도 | we | 입방미터당 줄 | J/M3 | MlLtT−1−2 | 단위 볼륨당 복사 에너지. | |||
| 복사 플럭스 | Φe[nb 2] | 와트 | W = J/s | MlLtT2−3 | 단위 시간당 방출, 반사, 송신 또는 수신된 복사 에너지.이것은 때때로 "방사능력"이라고도 불리며 천문학에서는 광도라고 불립니다. | |||
| 스펙트럼 플럭스 | Φe,ν[nb 3] | 와트/헤르츠 | W/Hz | MlLtT2−2 | 단위 주파수 또는 파장당 복사 플럭스.후자는 일반적으로 Wµnm−1 단위로 측정됩니다. | |||
| Φe,λ[nb 4] | 미터당 와트 | W/m | MlLtT−3 | |||||
| 복사 강도 | Ie, δ[nb 5] | 스테라디안당 와트 | W/sr | MlLtT2−3 | 단위 고체 각도당 방출, 반사, 송신 또는 수신된 복사 플럭스.이것은 방향수량입니다. | |||
| 스펙트럼 강도 | Ie, ω, e[nb 3] | 스테라디안당 와트/헤르츠 | WµsrµHz−1−1 | MlLtT2−2 | 단위 주파수 또는 파장당 복사 강도.후자는 일반적으로 W'sr−1'nm−1 단위로 측정됩니다.이것은 방향수량입니다. | |||
| Ie, ω, e[nb 4] | 스테라디안 당 와트/미터 | W−1 wsrµm−1 | MlLtT−3 | |||||
| 광휘도 | Le, δ[nb 5] | 스테라디안당 평방미터당 와트 | W−1 wsrµm−2 | MtT−3 | 표면에 의해 방출, 반사, 투과 또는 수신되는 복사 플럭스(단위 투영 면적당 단위 고체 각도당).이것은 방향수량입니다.이것은 때때로 혼란스럽게 "강도"라고도 불립니다. | |||
| 스펙트럼 광도 | Le, ω, e[nb 3] | 스테라디안당 평방미터당 헤르츠당 와트 | WµsrµmµHz−1−2−1 | MtT−2 | 단위 주파수 또는 파장당 표면의 광도.후자는 일반적으로 W'sr−1'm−2'nm−1 단위로 측정됩니다.이것은 방향수량입니다.이것은 때때로 혼란스럽게 "스펙트럼 강도"라고도 불립니다. | |||
| Le, ω, e[nb 4] | 평방미터당 스테라디안당 와트, 미터당 | W−1 wsrµm−3 | MlLtT−1−3 | |||||
| 방사 조도 플럭스 밀도 | Ee[nb 2] | 평방미터당 와트 | W/m2 | MtT−3 | 단위 면적당 표면이 받는 복사 플럭스입니다.이것은 때때로 혼란스럽게 "강도"라고도 불립니다. | |||
| 스펙트럼 조사 강도 스펙트럼 플럭스 밀도 | Ee,120[nb 3] | 평방미터당 와트/헤르츠 | WµmµHz−2−1 | MtT−2 | 단위 주파수 또는 파장당 표면의 조사 강도.이것은 때때로 혼란스럽게 "스펙트럼 강도"라고도 불립니다.스펙트럼 플럭스 밀도의 비 SI 단위에는 얀스키(1 Jy = 10−26 WµmµHz−2−1)와 태양 플럭스 단위(1 sfu = 10−22 WµmµHz−2−1 = 104 Jy)가 포함된다. | |||
| Ee,120[nb 4] | 평방미터당 와트, 미터 당 와트 | W/m3 | MlLtT−1−3 | |||||
| 전파성 | Je[nb 2] | 평방미터당 와트 | W/m2 | MtT−3 | 단위 면적당 표면을 떠나는(방출, 반사 및 투과) 복사 플럭스.이것은 때때로 혼란스럽게 "강도"라고도 불립니다. | |||
| 스펙트럼 방사성 | Je,120[nb 3] | 평방미터당 와트/헤르츠 | WµmµHz−2−1 | MtT−2 | 단위 주파수 또는 파장당 표면의 방사선성.후자는 일반적으로 WΩnm−2−1 단위로 측정됩니다.이것은 때때로 혼란스럽게 "스펙트럼 강도"라고도 불립니다. | |||
| Je,120[nb 4] | 평방미터당 와트, 미터 당 와트 | W/m3 | MlLtT−1−3 | |||||
| 복사 출구 | Me[nb 2] | 평방미터당 와트 | W/m2 | MtT−3 | 단위 면적당 표면에 의해 방출되는 복사 플럭스.이것은 방사성의 성분입니다."방사성 방출"은 이 양을 나타내는 오래된 용어입니다.이것은 때때로 혼란스럽게 "강도"라고도 불립니다. | |||
| 스펙트럼 이탈 | Me,120[nb 3] | 평방미터당 와트/헤르츠 | WµmµHz−2−1 | MtT−2 | 표면의 단위 또는 주파수 파장당 방사 발산도.후자는 일반적으로 W⋅m−2⋅nm−1로 측정된다."스펙트럼 방사량"은 이 양을 나타내는 오래된 용어입니다.이것은 때때로 혼란스럽게 "스펙트럼 강도"라고도 불립니다. | |||
| Me,120[nb 4] | 평방미터당 와트, 미터 당 와트 | W/m3 | M⋅L−1⋅T−3 | |||||
| 방사 노출 | He | 평방 미터 당 줄 | J/m2 | M⋅T−2 | 방사 에너지는 표면에서 단위 면적당을 받거나 표면 조사 기간에 걸쳐 통합의 동등하게 방사 조도.이것은 때때로 또한"복사 시적 분" 있다. | |||
| 스펙트럼 노출 | He,ν[nb 3] | Hz에 줄 열기계 평방당미터이다. | J⋅m−2⋅Hz−1 | M⋅T−1 | 단위 주파수 또는 파장당 표면의 복사 노출.후자는 일반적으로 J'm−2'nm−1 단위로 측정됩니다.이것은 때때로 "스펙트럼 플루언스"라고도 불립니다. | |||
| He,120[nb 4] | 평방미터당 줄 | J/M3 | MlLtT−1−2 | |||||
| 반구 방사율 | ε | — | 1 | 표면과 같은 온도에서 흑체의 표면으로 나눈 표면의 복사 출구. | ||||
| 스펙트럼 반구 방사율 | εν 또는 ελ | — | 1 | 표면과 동일한 온도에서 흑체의 표면으로 나눈 표면의 스펙트럼 이탈. | ||||
| 방향 방사율 | εΩ | — | 1 | 표면에서 방출되는 광도를 해당 표면과 동일한 온도에서 흑체가 방출하는 광도로 나눈 값입니다. | ||||
| 스펙트럼 방향 방사율 | εω, ν 또는 εω, λ | — | 1 | 표면에서 방출되는 스펙트럼 광도를 해당 표면과 동일한 온도의 흑체 광도로 나눈 값입니다. | ||||
| 반구 흡수율 | A | — | 1 | 표면이 흡수하는 복사 플럭스로, 해당 표면이 받는 것으로 나눕니다.이것은 "흡수"와 혼동해서는 안 된다. | ||||
| 스펙트럼 반구 흡수율 | Aν 또는 Aλ | — | 1 | 표면이 흡수하는 스펙트럼 플럭스로, 해당 표면이 받는 것으로 나눕니다.이를 "스펙트럼 흡광도"와 혼동해서는 안 된다. | ||||
| 방향 흡광도 | AΩ | — | 1 | 표면에 흡수된 광도를 해당 표면에 입사한 광도로 나눈 값입니다.이것은 "흡수"와 혼동해서는 안 된다. | ||||
| 스펙트럼 방향 흡광도 | Aω, ν 또는 Aω, λ | — | 1 | 표면에 흡수된 스펙트럼 방사 광도를 해당 표면에 입사하는 스펙트럼 방사 광도로 나눈 값.이를 "스펙트럼 흡광도"와 혼동해서는 안 된다. | ||||
| 반구 반사율 | R | — | 1 | 표면에 반사된 복사 플럭스로, 해당 표면에 의해 수신된 것으로 나눕니다. | ||||
| 스펙트럼 반구 반사율 | Rν 또는 Rλ | — | 1 | 표면에 반사된 스펙트럼 플럭스로, 해당 표면에 의해 수신된 것으로 나눕니다. | ||||
| 방향 반사율 | RΩ | — | 1 | 표면에 반사된 광도를 해당 표면에 의해 수신된 광도로 나눈 값입니다. | ||||
| 스펙트럼 방향 반사율 | Rω, ν 또는 Rω, λ | — | 1 | 표면에서 반사된 스펙트럼 방사도를 해당 표면에서 수신한 것으로 나눈 값입니다. | ||||
| 반구 투과율 | T | — | 1 | 표면에 의해 전달되는 복사 플럭스로, 해당 표면에 의해 수신된 것으로 나눕니다. | ||||
| 스펙트럼 반구 투과율 | Tν 또는 Tλ | — | 1 | 표면에 의해 전달되는 스펙트럼 플럭스로, 해당 표면에 의해 수신된 것으로 나눕니다. | ||||
| 방향 투과율 | TΩ | — | 1 | 표면에 의해 전달되는 광도를 해당 표면에 의해 수신된 광도로 나눈 값입니다. | ||||
| 스펙트럼 방향 투과율 | Tω, ν 또는 Tω, λ | — | 1 | 표면에 의해 전달되는 스펙트럼 복사 강도를 해당 표면에 의해 수신된 것으로 나눈 값입니다. | ||||
| 반구 감쇠 계수 | μ | 역계 | 마−1 | L−1 | 단위 길이당 부피로 흡수 및 산란된 복사 플럭스를 해당 부피로 나눈 값입니다. | |||
| 스펙트럼 반구 감쇠 계수 | μν 또는 μλ | 역계 | 마−1 | L−1 | 흡수 및 산란된 스펙트럼 복사 플럭스를 단위 길이당 부피로 나눈 값. | |||
| 방향 감쇠 계수 | μΩ | 역계 | 마−1 | L−1 | 단위 길이당 볼륨으로 흡수 및 산란된 광도를 해당 볼륨으로 받은 광도로 나눈 값입니다. | |||
| 스펙트럼 방향 감쇠 계수 | μω, ν 또는 μω, λ | 역계 | 마−1 | L−1 | 단위 길이당 부피로 흡수 및 산란된 스펙트럼 방사 광도를 해당 부피로 받은 것으로 나눈 값. | |||
| 참고 항목: SI · 방사선 측정 · 측광 | ||||||||
- ^ 표준 기구들은 광도계량 또는 광자량과의 혼동을 피하기 위해 방사선량에는 접미사 "e"를 붙일 것을 권고한다.
- ^ a b c d e 때때로 나타나는 대체 기호: 복사 에너지의 경우 W 또는 E, 복사 플럭스의 경우 P 또는 F, 복사 조도의 경우 I, 복사 출구의 경우 W.
- ^ a b c d e f g 단위 주파수당 주어진 스펙트럼 양은 접미사 "θ"(그리스어)로 표시되며, 광도 측정량을 나타내는 접미사 "v"(시각적)와 혼동해서는 안 된다.
- ^ a b c d e f g 단위 파장당 주어진 스펙트럼 양은 접미사 "θ"(그리스어)로 표시됩니다.
- ^ a b 방향량은 접미사 "δ"(그리스어)로 표시됩니다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ Palmer, James M. "The SI system and SI units for Radiometry and photometry" (PDF). Archived from the original (PDF) on August 2, 2012.
- ^ Rowlett, Russ. "How Many? A Dictionary of Units of Measurement". Retrieved 10 August 2012.
- ^ a b c "Thermal insulation — Heat transfer by radiation — Physical quantities and definitions". ISO 9288:1989. ISO catalogue. 1989. Retrieved 2015-03-15.
- ^ William Ross McCluney, Artech House, 방사선 측정 및 측광 입문, 매사추세츠 주 보스턴, 1994 ISBN 978-0890066782
