Exposición radiante

En radiometría , la exposición radiante o fluencia es la energía radiante recibida por una superficie por unidad de área, o equivalentemente la irradiancia de una superficie, integrada en el tiempo de irradiación, y la exposición espectral es la exposición radiante por unidad de frecuencia o longitud de onda , dependiendo de si el espectro se toma como una función de la frecuencia o de la longitud de onda. La unidad SI de exposición radiante es el julio por metro cuadrado ( J/m 2 ), mientras que la de exposición espectral en frecuencia es el julio por metro cuadrado por hercio ( J⋅m −2 ⋅Hz −1 ) y la de exposición espectral en longitud de onda es el julio por metro cuadrado por metro ( J/m 3 ), comúnmente el julio por metro cuadrado por nanómetro ( J⋅m −2 ⋅nm −1 ).

Definiciones matemáticas

Exposición radiante

La exposición radiante de una superficie , denotada H e ("e" por "energético", para evitar confusiones con cantidades fotométricas ), se define como [1] donde yo mi = Q mi A = 0 yo mi mi ( a ) d a , {\displaystyle H_{\mathrm {e} }={\frac {\partial Q_{\mathrm {e} }}{\partial A}}=\int _{0}^{T}E_{\mathrm {e} }(t)\,\mathrm {d} t,}

  • ∂ es el símbolo de la derivada parcial ;
  • Q e es la energía radiante;
  • A es el área;
  • T es la duración de la irradiación;
  • E e es la irradiancia.

Exposición espectral

La exposición espectral en frecuencia de una superficie , denotada H e, ν , se define como [1] donde ν es la frecuencia. yo mi , a = yo mi a , {\displaystyle H_{\mathrm {e} ,\nu }={\frac {\partial H_{\mathrm {e} }}{\partial \nu }},}

La exposición espectral en longitud de onda de una superficie , denotada H e, λ , se define como [1] donde λ es la longitud de onda. yo mi , la = yo mi la , {\displaystyle H_{\mathrm {e} ,\lambda }={\frac {\partial H_{\mathrm {e} }}{\partial \lambda }},}

Unidades de radiometría del SI

CantidadUnidadDimensiónNotas
NombreSímbolo [nb 1]NombreSímbolo
Energía radianteQ e [nb 2]jouleYoM⋅L2⋅T2Energía de la radiación electromagnética.
Densidad de energía radiantenosotrosjulio por metro cúbicoJ/ m3ML −1T −2Energía radiante por unidad de volumen.
Flujo radianteΦ y [nb 2]vatioW = J/sM⋅L2⋅T3Energía radiante emitida, reflejada, transmitida o recibida por unidad de tiempo. A veces también se la denomina "potencia radiante" y en astronomía se la denomina luminosidad .
Flujo espectralΦ e, ν [nota 3]vatio por hercioW/ HzM⋅L2⋅T2Flujo radiante por unidad de frecuencia o longitud de onda. Esta última se mide habitualmente en W⋅nm −1 .
Φ e, λ [nota 4]vatio por metroPeso en metrosM⋅L⋅T3
Intensidad radianteYo e,Ω [nb 5]vatio por estereorradiánCon sr.M⋅L2⋅T3Flujo radiante emitido, reflejado, transmitido o recibido por unidad de ángulo sólido. Se trata de una magnitud direccional .
Intensidad espectralYo e,Ω, ν [nota 3]vatio por estereorradián por hercioW⋅sr −1 ⋅Hz −1M⋅L2⋅T2Intensidad radiante por unidad de frecuencia o longitud de onda. Esta última se mide habitualmente en W⋅sr −1 ⋅nm −1 . Se trata de una cantidad direccional .
Yo , e,Ω, λ [nota 4]vatio por estereorradián por metroW⋅sr −1 ⋅m −1M⋅L⋅T3
ResplandorL e,Ω [nb 5]vatio por estereorradián por metro cuadradoW⋅sr −1 ⋅m −2M⋅T 3Flujo radiante emitido, reflejado, transmitido o recibido por una superficie , por unidad de ángulo sólido por unidad de área proyectada. Se trata de una magnitud direccional . A veces también se la denomina, de manera confusa, "intensidad".
Radiancia espectral
Intensidad específica
L e,Ω, ν [nota 3]vatio por estereorradián por metro cuadrado por hercioW⋅sr −1 ⋅m −2 ⋅Hz −1M⋅T 2Radiancia de una superficie por unidad de frecuencia o longitud de onda. Esta última se mide habitualmente en W⋅sr −1 ⋅m −2 ⋅nm −1 . Se trata de una cantidad direccional . A veces también se la denomina, de forma confusa, "intensidad espectral".
L e,Ω, λ [nota 4]vatio por estereorradián por metro cuadrado, por metroW⋅sr −1 ⋅m −3M⋅L1⋅T 3
Densidad de flujo de irradiancia
E e [nb 2]vatio por metro cuadradoW/ m2M⋅T 3Flujo radiante que recibe una superficie por unidad de área. A veces también se lo denomina, de manera confusa, "intensidad".
Irradiancia espectral
Densidad de flujo espectral
E e, ν [nb 3]vatio por metro cuadrado por hercioW⋅m 2⋅Hz −1M⋅T 2Irradiancia de una superficie por unidad de frecuencia o longitud de onda. A veces también se la llama, de manera confusa, "intensidad espectral". Las unidades de densidad de flujo espectral que no pertenecen al SI incluyen Jansky (1 julio =10 −26  W⋅m −2 ⋅Hz −1 ) y unidad de flujo solar (1 ufs =10 −22  W⋅m −2 ⋅Hz −1 =10 4  Jy ).
E e, λ [nota 4]vatio por metro cuadrado, por metroW/ m3M⋅L1⋅T 3
RadiosidadYo [nb 2 ]vatio por metro cuadradoW/ m2M⋅T 3Flujo radiante que sale (emitido, reflejado y transmitido) de una superficie por unidad de área. A veces también se lo denomina, de manera confusa, "intensidad".
Radiosidad espectralJ e, ν [nb 3]vatio por metro cuadrado por hercioW⋅m 2⋅Hz −1M⋅T 2Radiosidad de una superficie por unidad de frecuencia o longitud de onda. Esta última se mide habitualmente en W⋅m −2 ⋅nm −1 . A veces también se la denomina, de forma confusa, "intensidad espectral".
J e, λ [nb 4]vatio por metro cuadrado, por metroW/ m3M⋅L1⋅T 3
Excitación radianteYo y [nb 2]vatio por metro cuadradoW/ m2M⋅T 3Flujo radiante emitido por una superficie por unidad de área. Este es el componente emitido de la radiosidad. "Emitancia radiante" es un término antiguo para esta cantidad. A veces también se la denomina, de manera confusa, "intensidad".
Excitación espectralYo , ν [nb 3]vatio por metro cuadrado por hercioW⋅m 2⋅Hz −1M⋅T 2Excitancia radiante de una superficie por unidad de frecuencia o longitud de onda. Esta última se mide comúnmente en W⋅m −2 ⋅nm −1 . "Emitancia espectral" es un término antiguo para esta cantidad. A veces también se la denomina, de manera confusa, "intensidad espectral".
Yo , λ [nb 4]vatio por metro cuadrado, por metroW/ m3M⋅L1⋅T 3
Exposición radianteÉljulio por metro cuadradoJ/ m2M⋅T 2Energía radiante que recibe una superficie por unidad de área o, equivalentemente, irradiancia de una superficie integrada en el tiempo de irradiación. A veces también se la denomina "fluencia radiante".
Exposición espectralÉl , ν [nb 3]julio por metro cuadrado por hercioJ⋅m 2⋅Hz −1M⋅T 1Exposición radiante de una superficie por unidad de frecuencia o longitud de onda. Esta última se mide habitualmente en J⋅m −2 ⋅nm −1 . A veces también se denomina "fluencia espectral".
Él , λ [nb 4]julios por metro cuadrado, por metroJ/ m3ML −1T −2
Ver también:
  1. ^ Las organizaciones de normalización recomiendan que las cantidades radiométricas se denoten con el sufijo "e" (por "energético") para evitar confusiones con cantidades fotométricas o de fotones .
  2. ^ abcde Símbolos alternativos que a veces se ven: W o E para energía radiante, P o F para flujo radiante, I para irradiancia, W para exitancia radiante.
  3. ^ abcdefg Las cantidades espectrales dadas por unidad de frecuencia se denotan con el sufijo " ν " (letra griega nu , que no debe confundirse con la letra "v", que indica una cantidad fotométrica).
  4. ^ abcdefg Las cantidades espectrales dadas por unidad de longitud de onda se denotan con el sufijo " λ ".
  5. ^ Las cantidades direccionales se denotan con el sufijo " Ω ".

Véase también

Referencias

  1. ^ abc IUPAC , Compendio de terminología química , 2.ª edición (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida en línea: (2006–) "Radiant exhibition". doi :10.1351/goldbook.R05042
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