Radiancia
En radiometria la radiancia és el fluix radiant emés, reflectit, transmés o rebut per una superfície donada. La radiancia s'utilisa per a caracterisar l'emissió difusa i la reflexió de la radiació electromagnètica i per a quantificar l'emissió de neutrinos i atres partícules. L'unitat de el SI de radiancia és el vat per metro quadrat per estereoradiant (W m-2 sr-1). Encara que ya que l'estereoradiant és estrictament adimensional, pot considerar-se que l'unitat és el vat per metro quadrat (W m-2). La cantitat relacionada de radiancia espectral és la radiancia d'una superfície per unitat de freqüència o llongitut d'ona, depenent de si l'espectre es pren en funció de la freqüència o de la llongitut d'ona.
Històricament, la radiancia es dia "intensitat" i la radiancia espectral es dia "intensitat específica". Molts camps encara utilisen esta nomenclatura. És especialment dominant en transferència de calor, astrofísica i astronomia. "Intensitat" té molts atres significats en física, sent el més comú potència per unitat d'àrea.
Descripció
[editar | editar còdic]
La radiancia és útil perque indica quina part de la potència emesa, reflectida, transmesa o rebuda per una superfície serà rebuda per un sistema òptic que mire eixa superfície des d'un àngul de visió específic. En este cas, l'àngul sòlit d'interés és l'àngul sòlit subtendido per la pupila d'entrada del sistema òptic. Ya que l'ull és un sistema òptic, la radiancia i la seua prima la lluminància són bons indicadors de quins tan lluent apareixerà un objecte. Per esta raó, tant la resplandor com la lluminància a voltes es denominen "lluentor". Actualment es desaconsella este us (consulte l'artícul Lluïxc per a una discussió). L'us no estàndar de "lluentor" per a "resplandor" persistix en alguns camps, en particular en la física del làser.
La radiancia dividida per l'índex de refracció al quadrat és invariante en òptica geomètrica. Açò significa que per a un sistema òptic ideal en l'aire, la radiancia en l'eixida és la mateixa que la radiancia d'entrada. A açò a voltes se li crida conservació de la radiancia. Per a sistemes òptics passius reals, la radiancia d'eixida és com a màxim igual a la d'entrada, a menos que canvie l'índex de refracció. Per eixemple, si forma una image demagnificada en una lent, la potència òptica es concentra en un àrea més menuda, per lo que l'irradiancia és major en l'image. La llum en el pla de l'image, no obstant, ompli un àngul sòlit més gran, per lo que la resplandor resulta ser el mateix suponent que no hi haja pèrdua en la lent.
La radiancia espectral expressa la radiancia en funció de la freqüència o llongitut d'ona. La radiancia és l'integral de la radiancia espectral en totes les freqüències o llongituts d'ona. Per a la radiació emesa per la superfície d'un cos negre ideal a una temperatura donada, la radiancia espectral es rig per la llei de Planck, mentres que l'integral de la seua radiancia, sobre l'hemisferi cap al que irradia la seua superfície, està donada per la llei de Stefan-Boltzmann. La seua superfície és lambertiana, de modo que la seua radiancia és uniforme sobre l'àngul de visió, i és simplement l'integral de Stefan-Boltzmann dividida per π. Este factor s'obté a partir de l'àngul sòlit 2π estereoradiants d'un hemisferi disminuït per integració sobre el coseno de l'àngul cenital.
Definicions matemàtiques
[editar | editar còdic]Resplandor
[editar | editar còdic]La radiancia d'una superfície, denotada com a L i,Ω ("i" per a "energètic", per a evitar confusió en cantitats fotomètriques, i "Ω" per a indicar que es tracta d'una cantitat direccional), es definix com [1]
a on
- ∂ és el símbol de la derivada parcial
- Φ i és el fluix radiant emés reflectit, transmés o rebut;
- Ω és l'àngul sòlit
- A cos θ és l'àrea proyectada
En general, L i,Ω és una funció de la direcció de visió, depenent de θ a través de cos θ i de l'àngul de azimut a través de ∂Φi/∂Ω. Per al cas especial d'una superfície lambertiana, ∂2Φi/(∂Ω ∂A) és proporcional a cos θ i Li ,Ω és isotrópica (independent de la direcció de visió).
En calcular la radiancia emesa per una font, A es referix a un àrea en la superfície de la font i Ω a l'àngul sòlit en el que s'emet la llum. En calcular la radiancia rebuda per un detector, A es referix a un àrea en la superfície del detector i Ω a l'àngul sòlit subtendido per la font vista des d'eixe detector. Quan es conserva la radiancia, com es va analisar anteriorment, la radiancia emesa per una font és la mateixa que la rebuda per un detector que l'observa.
Resplandor espectral
[editar | editar còdic]La radiancia espectral en freqüència d'una superfície, denotada L i,Ω,ν, es definix com [1]
a on ν és la freqüència.
La radiancia espectral en llongitut d'ona d'una superfície, denotada com a L i,Ω,λ, es definix com [1]
a on λ és la llongitut d'ona.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ 1,0 1,1 1,2 «Thermal insulation — Heat transfer by radiation — Physical quantities and definitions». ISO 9288:1989. ISO catalogue. Consultat el 2015-03-15.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Radiancia» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.