SI birimleri | W m −2 sr −1 |
---|---|
Boyut | M · T -3 |
SI tabanı | kg ⋅ s −3 ⋅ sr −1 |
Doğa | Yoğun açısal dağılım |
Olağan sembol | |
Diğer boyutlara bağlantı | = |
Enerjik ışıklılık veya ışıma (İngilizce parlaklık ) birim alanı başına güç radyasyon geçen ya da bir yüzey üzerinde bir noktada neşredilen ve birim belirli bir yönde katı açı . Bu, ışınımsal alanın temel işlevidir, diğer tüm nicelikler çıkarılır.
Enerjik parlaklık a, radyometrik miktar olan eşdeğer fotometri olan parlaklık .
Genellikle uzay ve zamandaki konuma bağlı olan açısal bir dağılımdır . Bir dağılımın tanımına göre, skaler bir miktardır. Poynting vektörünün zaman ortalaması ile ilişkili dağılım olarak görülebilir .
Parlaklık ilk olarak fotonların yayılmasını tanımlar . Aynı zamanda, kullanılan nötrinolara içinde astrofizikteki , nötronlar neutronics ve elektron , proton veya bazı iyonlar olarak tıbbi fizik .
Enerjik parlaklık (yansıma, transmisyon veya difüzyon) belirli bir yüzey tarafından yayılan ışık bir bakış açısından, bu yüzeyde yönelik bir optik sistem tarafından görülecektir ki burada bir şekilde gösterir. Bu konfigürasyonda, ilgili katı açı , optik sistemin giriş gözbebeğinin yayıcı yüzeyden görüldüğü açıdır . Kendisini bir optik sistem, enerjik parlaklık (onun enerjik versiyonuma insan gözü alter ego Fotometrideki ışıklılık ) Belirli bir nesne aydınlık ya da değil görünecektir ne iyi bir göstergesidir.
İdeal bir optik sistemde (difüzyon veya soğurma olmadan), enerjisel parlaklığın kırılma indisinin karesine bölünmesi değişmez bir fiziksel niceliktir: bir ışık ışınının geometrik boyutunun enerji tarafından ona enjekte edilen ürünüdür . . Bu, böyle bir optik sistem için çıktı parlaklığının girişteki ile aynı olduğu anlamına gelir; bu bazen "parlaklığın korunması" ifadesiyle tanımlanır. Bu nedenle, örneğin bir görüntü yakınlaştırma sistemi ile büyütülürse , sahnenin ışık gücü daha geniş bir alan üzerinde seyreltilecek, ancak bu şekilde oluşturulan görüntünün bir noktasının parlaklığı orantılı olarak bölünecektir. Gerçek bir optik sistem için ise, parlaklık ancak sistemin dağılması ve kusurları nedeniyle azalabilir.
İngilizce Referans eserler terimini kullanmak yoğunluğunu veya ışınımsal yoğunluğunu parlaklığı ve için ısı akı , ışınım ısı akı veya yayıcı güç exitance için.
Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer (JQSRT), Journal of the Optical Society of America (JOSA A ve B) veya Optics Express gibi ticari dergilerdeki başlık veya anahtar kelimelerin içeriğine ilişkin bir bibliyografik araştırma sonucu gösterir. :
JQSRT | JOSA A | JOSA B | Optik Ekspres | |
yoğunluk | 1862 | 1691 | 2457 | 5682 |
parlaklık | 274 | 94 | 2 | 116 |
çıkış | 0 | 1 | 1 | 2 |
Standarda nadiren saygı duyulduğunu görüyoruz. Parlaklık için yoğunluğun kullanılmasının bir sonucu, enerji yoğunluğu I e için ışıma yoğunluğu teriminin hiç kullanılmamasıdır. Bu, bu miktarın düşük ilgisine tanıklık ediyor.
Fransızca eserlerinde, parlaklık terimi genellikle mühendislik alanında saygı görmektedir, ancak kelime yoğunluğu hala fizik alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Enerji sıfatı her durumda ihmal edilir: bir radyometrik konu ile uğraşırken, fotometrik alanda olmadığımızı hatırlamak yararlı değildir.
Bazen parlaklığı emisyon yönünde hizalanmış bir vektör şeklinde yazılır buluyoruz . Aslında bu miktar .
Yukarıdaki parlaklık, tüm elektromanyetik spektrum için açısal akı yoğunluğuna karşılık gelir . Aynı şekilde, parlaklığın elektromanyetik spektruma göre dağılımı olan spektral (veya spektral) bir parlaklığı tanımlayabiliriz .
Spektral parlaklığın değeri, parlaklığı bir temel aralık dp ile sınırlayarak hesaplanır, burada p, spektral konumu karakterize eden herhangi bir değişkendir: dalga boyu λ, dalga numarası λ -1 , frekans ν = cλ -1 , enerji hν, indirgenmiş enerji hν / (m e c 2 ) vb. P seçimi keyfidir: L e (p) dp miktarı , bu spektral aralıktaki enerjiyi yansıttığı için yapılan seçimden bağımsızdır. Öte yandan, L e'nin sayısal değeri ve birimi ona bağlıdır.
Parlaklık, enerji yoğunluğu ile ilişkilidir.
Burada θ , yayan elemental yüzey alanının normali, elemental d S ile dikkate alınan yön arasındaki açı ve d I e bu yüzeyin elementer enerji yoğunluğu.
Parlaklık izotropik ise, temel yoğunluk cos θ olarak değişir: bu, dönmenin ortotropikidir (kısaca, "dönüşün"). Bu " Lambert kosinüs yasası " dır .
Bu nedenle yayılan temel güç d P şu şekildedir:
Z ekseni yüzey elemanına normal olan küresel koordinatlar kullanılıyorsa, koordinasyon (veya zirvenin) açısıdır. Azimut açısı (veya boylam) diyoruz . Yani
Exitance her yöne bir temel yüzey tarafından yayılan birim alan başına enerji akışını temsil eder:
Parlaklık izotropik ise, çıkış şöyle yazılır:
ile μ = cos θ . Enerji de tüm uzayda yeniden dağıtılır, bunun taşınması yoktur: akış boştur.
Bu integralin, opak bir fiziksel yüzeyle uğraşırken veya bir sınır koşuluyla ilgilendiğimizde (bir temel uzay hacmine giren veya çıkan akış) yarı uzaya indirgendiğine dikkat edin. Ardından, izotropik bir dağılım durumunda Lambert yasasını elde ederiz.
Not
Çeşitli çalışmalarda aşağıdaki ifadeleri buluyoruz
İlk ifade yanlıştır: ve bir dağılım iken skalerdir .
İkinci ifade, 'ye göre türevinin parlaklığa geri dönmeye izin verdiğini göstermektedir . Böyle bir operasyon imkansızdır, çıkıştan bağımsızdır .
Enerjik parlaklık (spektral veya değil), herhangi bir ortamdaki ışınımsal transfer problemleri için temel değişkendir : Boltzmann denklemi adı verilen kinetik bir denklem tarafından , gazların kinetik teorisine benzer şekilde yönetilir . Bu denklemi çözmek, problemin boyutsallığı nedeniyle zorlaşır: parlaklık genellikle yedi değişkenli bir fonksiyondur (üç uzay, bir zaman, iki açı, bir spektral).
Siyah cismin parlaklığı fizikte özel bir rol oynar . İzotropiktir ve spektral dağılımı Planck yasası ile verilmiştir .
Radyatif transfer, öncelikle "katılımcı" olarak nitelendirilen emici, yayıcı veya yayıcı ortamlara yöneliktir. Yayılmanın bu hacim fenomeni olmadan yapıldığı durumlarda , belirli sabit yayılma fenomenlerini analitik bir şekilde tarif etmenin mümkün olduğu geometrik optik alanındadır , problem yalnızca uzayın değişkenlerine bağlıdır.
Ortam homojen olduğunda, yayılma ile bağlantılı geometrik problemleri nasıl çözeceğimizi biliyoruz, bu da ışın boyutu veya form faktörü kavramlarına yol açar . Bir ışının yörüngesini bilmek için eikonal denklemi çözmenin gerekli olduğu homojen olmayan bir ortamda sorun daha karmaşıktır .
Çözülecek problemler çoğunlukla karakterize edilmesi gereken opak yüzeylerle sınırlıdır. Basit veya çift yönlü yansıtma ile tanımlanan emisyon ve soğurma , yansıma ile ilgilidir .
Farklı endekslere sahip iki ortam arasında arayüz olması durumunda, Fresnel yasası parlaklığa genelleştirilmelidir .