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輻照度:修订间差异

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在[[光學]]裏,'''輻照度'''({{lang|en|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]]({{lang|en|radiant emittance}},{{lang|en|radiant exitance}})是從曲面輻射出的功率每單位面積。採用[[國際單位制]],這些物理量的單位為[[瓦特]]每平方米(W/m<sup>2</sup>),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<sup>−2</sup>·s<sup>−1</sup>,常用於[[天文學]])。
在[[光學]]裏,'''輻照度'''({{lang|en|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]]({{lang|en|radiant emittance}},{{lang|en|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/m<sup>2</sup>),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<sup>−2</sup>·s<sup>−1</sup>,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'''。
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]]({{lang|en|spectral irradiance}}),國際單位制的單位為W/m<sup>2</sup>。
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]]({{lang|en|spectral irradiance}}),國際單位制的單位為W·Hz<sup>−1</sup>/m<sup>2</sup>。


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。
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。
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==技術性細節==
==技術性細節==
傳播於物質的[[單色光]],其輻照度為
傳播於物質的[[單色光]],其輻照度為
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其中,<math>I</math> 是輻照度,<math>\epsilon</math> 是[[電容率]],<math>E</math> 是電場的複[[振幅]]。
其中,<math>I</math> 是輻照度,<math>\epsilon</math> 是[[電容率]],<math>E</math> 是電場的複[[振幅]]。
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==太陽能==
==太陽能==
[[日射量]]是[[太陽光|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」 <math>E_{direct}</math> 與「漫輻照度」 <math>E_{diffuse}</math> 的代數和。對於傾斜平面,還必需添加「反射輻照度」 <math>E_{reflect}</math> ,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 <math>E_{total}</math> 為<ref name=Quaschning>{{cite journal |last=Quaschning |first=Volker |title=Technology fundamentals—The sun as an energy resource |journal=Renewable Energy World |volume=6 |year=2003 |issue=5 |pages=90–93 |url=http://www.volker-quaschning.de/articles/fundamentals1/index_e.html}}</ref>
[[日射量]]是[[太陽光|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」 <math>E_{direct}</math> 與「漫輻照度」 <math>E_{diffuse}</math> 的代數和。對於傾斜平面,還必需添加「反射輻照度」 <math>E_{reflect}</math> ,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 <math>E_{total}</math> 為<ref name=Quaschning>{{cite journal |last=Quaschning |first=Volker |title=Technology fundamentals—The sun as an energy resource |journal=Renewable Energy World |volume=6 |year=2003 |issue=5 |pages=90–93 |url=http://www.volker-quaschning.de/articles/fundamentals1/index_e.html |access-date=2012-04-06 |archive-date=2017-05-12 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170512211013/http://www.volker-quaschning.de/articles/fundamentals1/index_e.html |dead-url=no }}</ref>
:<math>E_{total}=E_{direct}+E_{diffuse}+E_{reflect}</math> 。
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2022年7月25日 (一) 01:35的最新版本

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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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

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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

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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 J 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
辐射能量密度英语Radiant energy density(Radiant energy density) ωe 焦耳每立方米 J⋅m−3
辐射强度(Radiant intensity) Ie 瓦特球面度 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) M

M
瓦特每立方米

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) L

L

瓦特球面度每立方米

瓦特球面度每平方米每赫兹

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 辐射通量的波长分布
光谱强度英语Radiant intensity(Spectral intensity) I 瓦特球面度每米 W⋅sr−1⋅m−1 辐射强度的波长分布

參考文獻

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  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. (原始内容存档于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]. (原始内容存档于2017-05-12).