辐照度
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在光学里,辐照度(irradiance)是电磁辐射入射于曲面时每单位面积的功率。辐射出射度(radiant emittance,radiant exitance)是从每单位面积曲面辐射出的功率。采用国际单位制,这些物理量的单位为瓦特每平方米(W/m2),采用CGS单位制,这些物理量的单位为尔格每平方厘米每秒(erg·cm−2·s−1,常用于天文学)。
物理学中,代表单位面积功率的物理量常被称为强度,但这用法会与辐射强度(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。
辐照度表示各种频率辐射的总量。物理学者时常也会分开检验辐射频谱的每一单独频率。假设对于入射于曲面的辐射做这动作,则称这辐射为光谱辐照度(spectral irradiance),国际单位制的单位为W·Hz−1/m2。
假设一个点光源均匀地朝著所有方向传播光波,则辐照度按照平方反比定律递减。
技术性细节
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辐照度也是坡印廷向量垂直于曲面的分量的时间平均值。
太阳能
日射量是太阳照射而造成的辐照度。地面上的一块水平平面所接受到的总辐照度等于“直接辐照度” 与“漫辐照度” 的代数和。对于倾斜平面,还必需添加“反射辐照度” ,即从地面反射出的辐照度。平均反射辐照度大约为总辐照度的 20% 。总结,总辐照度 为[2]
- 。
在一段时间间隔内,日射量对于时间的积分是日射积(solar irradiation),测量单位为J/m2。[2]
参见
物理量 | 符号 | 国际单位制 | 单位符号 | 注释 |
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辐射出射度(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 Jeλ | 瓦特每平方米 | W⋅m−2 | 表面出射及反射的辐射通量总和 |
辐射率(Radiance) | Le | 瓦特每球面度每平方米 | W·sr−1·m−2 | 每单位立体角每单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(Radiant energy density) | ωe | 焦耳每立方米 | J⋅m−3 | |
辐射强度(Radiant intensity) | Ie | 瓦特每球面度 | W·sr−1 | 每单位立体角的辐射通量。 |
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 | 每单位时间的辐射能量,亦作“辐射功率”。 |
辐照度(Irradiance) | Ee | 瓦特每平方米 | W·m−2 | 入射表面的辐射通量。 |
光谱辐射出射度(Spectral radiant emittance) | Meλ 或 Meν |
瓦特每立方米 或 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 |
光谱辐射率(Spectral radiance) | Leλ 或 Leν |
瓦特每球面度每立方米 或 |
W⋅sr−1⋅m−3 或 W⋅sr−1⋅m−2⋅Hz−1 |
常用W⋅sr−1⋅m−2⋅nm−1 |
光谱辐照度(Spectral irradiance) | Eλ 或 Eν |
瓦特每立方米 或 瓦特每平方米每赫兹 |
W·m−3 或 W·m−2·Hz−1 |
通常测量单位为 W·m−2·nm−1 |
光谱功率(Spectral power) | Φeλ | 瓦特每米 | W⋅m−1 | 辐射通量的波长分布 |
光谱强度(Spectral intensity) | Ieλ | 瓦特每球面度每米 | W⋅sr−1⋅m−1 | 辐射强度的波长分布 |
参考文献
- ^ 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).
- ^ 2.0 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).