ฟลักซ์การแผ่รังสี

Q: ฟลักซ์สเปกตรัม

ฟลักซ์สเปกตรัมในความถี่ ซึ่งแสดงด้วย Φ e, ν ถูกกำหนดเป็น [ 1 ] โดยที่ ν คือความถี่ Φ อี , ν = ∂ Φ อี ∂ ν , {\displaystyle \Phi _{\mathrm {e} ,\nu }={\frac {\partial \Phi _{\mathrm {e} }}{\บางส่วน \nu }},}

Q: ดูเพิ่มเติม

ฟลักซ์ส่องสว่าง การไหลของความร้อน พลังงาน (ฟิสิกส์) เรดิโอซิตี (การถ่ายเทความร้อน)

ในวิชารังสีวิทยาฟลักซ์การแผ่รังสีหรือกำลังการแผ่รังสีคือพลังงานการแผ่รังสีที่ปล่อยออกมา สะท้อน ส่งผ่าน หรือรับเข้ามาต่อหน่วยเวลา และฟลักซ์สเปกตรัมหรือกำลังสเปกตรัมคือฟลักซ์การแผ่รังสีต่อหน่วยความถี่หรือความยาวคลื่นขึ้นอยู่กับว่าสเปกตรัมนั้นพิจารณาเป็นฟังก์ชันของความถี่หรือความยาวคลื่นหน่วย SIของฟลักซ์การแผ่รังสีคือวัตต์ (W) หรือหนึ่งจูลต่อวินาที ( J/s ) ในขณะที่หน่วยของฟลักซ์สเปกตรัมในความถี่คือวัตต์ต่อเฮิรตซ์ ( W/Hz ) และหน่วยของฟลักซ์สเปกตรัมในความยาวคลื่นคือวัตต์ต่อเมตร ( W/m ) ซึ่งโดยทั่วไปคือวัตต์ต่อนาโนเมตร ( W/nm ) บางครั้งฟลักซ์การแผ่รังสีเรียกว่าความสว่างโดยเฉพาะในบริบททางดาราศาสตร์

นิยามทางคณิตศาสตร์

ฟลักซ์การแผ่รังสี

ฟลักซ์การแผ่รังสี ซึ่งแสดงด้วย $Φ e$ ('e' ย่อมาจาก "energetic" เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสนกับ ปริมาณ ทางโฟโตเมตริก ) ถูกกำหนดดังนี้^{[ 1 ]} โดยที่ ${\begin{aligned}\Phi _{\mathrm {e} }&={\frac {dQ_{\mathrm {e} }}{dt}}\\[2pt]Q_{\mathrm {e} }&=\int _{T}\int _{\Sigma }\mathbf {S} \cdot {\hat {\mathbf {n} }}\,dAdt\end{ชิด}}$

$Q e$ คือพลังงานรังสีที่ผ่านออกจากพื้นผิวปิด $Σ$ ในช่วงเวลา $T$ ;
$t$ คือเวลา;
$A$ คือพื้นที่ผิว $Σ$ ;
$S$ คือเวกเตอร์ Poyntingซึ่งแสดงถึงทิศทางการไหลของพลังงานต่อหน่วยเวลาต่อหน่วยพื้นที่
$n$ คือเวกเตอร์หน่วยตั้งฉาก กับองค์ประกอบพื้นที่เชิงอนุพันธ์ $dA$

อัตราการไหลของพลังงานผ่านพื้นผิวผันผวนตามความถี่ของรังสี แต่เครื่องตรวจจับรังสีจะตอบสนองต่ออัตราการไหลเฉลี่ยเท่านั้น ซึ่งแสดงได้โดยการแทนที่เวกเตอร์ Poynting ด้วยค่าเฉลี่ยตามเวลาของค่ามาตรฐาน โดย ที่ $⟨-⟩$ คือค่าเฉลี่ยตามเวลา และ $α$ คือมุมระหว่าง $n$ และ $S$ $\Phi _{\mathrm {e} }\approx \int _{\Sigma }\langle |\mathbf {S} |\rangle \cos \alpha \ dA,$

ฟลักซ์สเปกตรัม

ฟลักซ์สเปกตรัมในความถี่ซึ่งแสดงด้วย Φ _{e, ν}ถูกกำหนดเป็น^{[ 1 ]} โดยที่ $ν$ คือความถี่ $\Phi _{\mathrm {e} ,\nu }={\frac {\partial \Phi _{\mathrm {e} }}{\บางส่วน \nu }},$

ฟลักซ์สเปกตรัมในความยาวคลื่นซึ่งแสดงด้วย $Φ e, λ$ ถูกกำหนดเป็น^{[ 1 ]} โดยที่ $λ$ คือความยาวคลื่น $\Phi _{\mathrm {e} ,\lambda }={\frac {\partial \Phi _{\mathrm {e} }}{\บางส่วน \lambda }},$

หน่วยวัดรังสี SI

หน่วยวัดรังสี SI
วี
ที
อี
ปริมาณ		หน่วย		มิติ	หมายเหตุ
ชื่อ	สัญลักษณ์^{[ nb 1 ]}	ชื่อ	เครื่องหมาย	มิติ	หมายเหตุ
พลังงานรังสี	$Q e$ ^{[ nb 2 ]}	จูล	เจ	M ⋅ L ² ⋅ T ⁻²	พลังงานจากรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า
ความหนาแน่นของพลังงานรังสี	$เรา $	จูลต่อลูกบาศก์เมตร	จูล/ม. ³	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻²	พลังงานรังสีต่อหน่วยปริมาตร
ฟลักซ์การแผ่รังสี	$Φ e$ ^{[ nb 2 ]}	วัตต์	W = จูล/วินาที	M ⋅ L ² ⋅ T ⁻³	พลังงานรังสีที่ปล่อยออกมา สะท้อน ส่งผ่าน หรือรับเข้ามาต่อหน่วยเวลา บางครั้งเรียกว่า "กำลังรังสี" และในทางดาราศาสตร์ เรียกว่า "ความสว่าง "
ฟลักซ์สเปกตรัม	$Φ e, ν$ ^{[ nb 3 ]}	วัตต์ต่อเฮิรตซ์	W/ Hz	M ⋅ L ² ⋅ T ⁻²	ฟลัก ซ์ การแผ่รังสีต่อหน่วยความถี่หรือความยาวคลื่น โดยทั่วไปหน่วยความยาวคลื่นจะวัดเป็น^W⋅nm⁻¹
ฟลักซ์สเปกตรัม	$Φ e, λ$ ^{[ nb 4 ]}	วัตต์ต่อเมตร	ว/ม.	ม ⋅ ล ⋅ ต⁻³
ความเข้มของการแผ่รังสี	$I e,Ω$ ^{[ nb 5 ]}	วัตต์ต่อสเตอเรเดียน	ดับเบิลยูเอสอาร์	M ⋅ L ² ⋅ T ⁻³	ปริมาณรังสีที่ปล่อยออกมา สะท้อน ส่งผ่าน หรือรับ ต่อหน่วยมุมตัน นี่คือปริมาณ ที่แสดงทิศทาง
ความเข้มสเปกตรัม	$I e,Ω, ν$ ^{[ nb 3 ]}	วัตต์ต่อสเตอเรเดียนต่อเฮิรตซ์	W⋅sr ⁻¹ ⋅Hz ⁻¹	M ⋅ L ² ⋅ T ⁻²	ความเข้มของการแผ่รังสีต่อหน่วยความถี่หรือความยาวคลื่น โดยทั่วไปหน่วยความยาวคลื่นจะวัดเป็น W⋅sr ⁻¹ ⋅nm ⁻¹ซึ่งเป็นปริมาณ ที่แสดงทิศทาง
ความเข้มสเปกตรัม	$I e,Ω, λ$ ^{[ nb 4 ]}	วัตต์ต่อสเตอเรเดียนต่อเมตร	W⋅sr ⁻¹ ⋅m ⁻¹	ม ⋅ ล ⋅ ต⁻³
ความเปล่งประกาย	$L e,Ω$ ^{[ nb 5 ]}	วัตต์ต่อสเตอเรเดียนต่อตารางเมตร	W⋅sr ⁻¹ ⋅m ⁻²	ม ⋅ ที⁻³	ปริมาณรังสีที่แผ่ สะท้อน ส่งผ่าน หรือรับโดยพื้นผิวต่อหน่วยมุมตัน ต่อหน่วยพื้นที่ฉาย นี่คือ ปริมาณ ที่มีทิศทางบางครั้งเรียกว่า "ความเข้ม"
ความสว่างสเปกตรัมความเข้มจำเพาะ	$L e,Ω, ν$ ^{[ nb 3 ]}	วัตต์ต่อสเตอเรเดียนต่อตารางเมตรต่อเฮิรตซ์	W⋅sr ⁻¹ ⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹	ม ⋅ ที⁻²	ความสว่างของพื้นผิวต่อหน่วยความถี่หรือความยาวคลื่น โดยทั่วไปหน่วยความยาวคลื่นจะวัดเป็น W⋅sr ⁻¹ ⋅m ⁻² ⋅nm ⁻¹ซึ่งเป็น ปริมาณ ที่แสดงทิศทางบางครั้งเรียกว่า "ความเข้มสเปกตรัม"
ความสว่างสเปกตรัมความเข้มจำเพาะ	$L e,Ω, λ$ ^{[ nb 4 ]}	วัตต์ต่อสเตอเรเดียนต่อตารางเมตรต่อเมตร	W⋅sr ⁻¹ ⋅m ⁻³	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻³
ความหนาแน่น ของ ฟลักซ์การแผ่รังสี	$อี อี$ ^{[ nb 2 ]}	วัตต์ต่อตารางเมตร	วัตต์/ ^ตร.ม.	ม ⋅ ที⁻³	ปริมาณรังสีที่พื้นผิวได้รับต่อหน่วยพื้นที่ บางครั้งเรียกว่า "ความเข้ม"
ความเข้มของการแผ่รังสีสเปกตรัม ความหนาแน่นของฟลักซ์สเปกตรัม	$E e, ν$ ^{[ nb 3 ]}	วัตต์ต่อตารางเมตรต่อเฮิรตซ์	W⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹	ม ⋅ ที⁻²	ความเข้มของการแผ่รังสีของพื้นผิวต่อหน่วยความถี่หรือความยาวคลื่น บางครั้งเรียกว่า "ความเข้มสเปกตรัม" หน่วยที่ไม่ใช่ SI ของความหนาแน่นฟลักซ์สเปกตรัม ได้แก่จานสกี ( jansky )1 Jy =10 ⁻²⁶ W⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹ ) และหน่วยฟลักซ์พลังงานแสงอาทิตย์ (1 หน่วยกิต =10 ⁻²² W⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹ =10 ⁴ Jy )
ความเข้มของการแผ่รังสีสเปกตรัม ความหนาแน่นของฟลักซ์สเปกตรัม	$E e, λ$ ^{[ nb 4 ]}	วัตต์ต่อตารางเมตร ต่อเมตร	วัตต์/ ^ตร.ม.	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻³
เรดิโอซิตี้	$เจ อี$ ^{[ nb 2 ]}	วัตต์ต่อตารางเมตร	วัตต์/ ^ตร.ม.	ม ⋅ ที⁻³	ปริมาณรังสีที่ออกจากพื้นผิว (ที่ปล่อยออกมา สะท้อน และส่งผ่าน) ต่อหน่วยพื้นที่ บางครั้งเรียกว่า "ความเข้ม"
รังสีสเปกตรัม	$J e, ν$ ^{[ nb 3 ]}	วัตต์ต่อตารางเมตรต่อเฮิรตซ์	W⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹	ม ⋅ ที⁻²	ค่าการแผ่รังสีของพื้นผิวต่อหน่วยความถี่หรือความยาวคลื่น โดยทั่วไปหน่วยความยาวคลื่นจะวัดเป็น W⋅m ⁻² ⋅nm ⁻¹บางครั้งเรียกค่านี้ว่า "ความเข้มสเปกตรัม"
รังสีสเปกตรัม	$J e, λ$ ^{[ nb 4 ]}	วัตต์ต่อตารางเมตร ต่อเมตร	วัตต์/ ^ตร.ม.	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻³
การจากไปอย่างเปล่งประกาย	$M e$ ^{[ nb 2 ]}	วัตต์ต่อตารางเมตร	วัตต์/ ^ตร.ม.	ม ⋅ ที⁻³	ปริมาณรังสีที่แผ่ออกมาจากพื้นผิวต่อหน่วยพื้นที่ นี่คือส่วนประกอบที่แผ่ออกมาของรังสีความร้อน คำว่า "การแผ่รังสี" (Radiant emittance) เป็นคำเก่าที่ใช้เรียกปริมาณนี้ บางครั้งก็เรียกว่า "ความเข้ม" (intensity) ด้วย
การเปล่งแสงสเปกตรัม	$M e, ν$ ^{[ nb 3 ]}	วัตต์ต่อตารางเมตรต่อเฮิรตซ์	W⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹	ม ⋅ ที⁻²	การแผ่รังสีของพื้นผิวต่อหน่วยความถี่หรือความยาวคลื่น โดยทั่วไปหน่วยความยาวคลื่นจะวัดเป็น W⋅m⁻²⋅nm⁻¹ ^"^{การแผ่รังสี} เชิง สเปกตรัม" เป็นคำเก่าที่ใช้เรียกปริมาณนี้ บางครั้งก็เรียกว่า "ความเข้มเชิงสเปกตรัม" ด้วย
การเปล่งแสงสเปกตรัม	$M e, λ$ ^{[ nb 4 ]}	วัตต์ต่อตารางเมตร ต่อเมตร	วัตต์/ ^ตร.ม.	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻³
การได้รับรังสี	$เขา $	จูลต่อตารางเมตร	จูล/ม. ²	ม ⋅ ที⁻²	พลังงานรังสีที่พื้นผิว ได้รับต่อ หน่วยพื้นที่ หรือเทียบเท่ากับความเข้มของรังสีที่ ตกกระทบ พื้นผิวโดยรวมตลอดช่วงเวลาการฉายรังสี บางครั้งเรียกอีกอย่างว่า "ฟลักซ์รังสี" (radiant fluence)
การเปิดรับแสงสเปกตรัม	$H e, ν$ ^{[ nb 3 ]}	จูลต่อตารางเมตรต่อเฮิรตซ์	J⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹	M ⋅ T ⁻¹	ปริมาณรังสีที่ตกกระทบพื้นผิวต่อหน่วยความถี่หรือความยาวคลื่น โดยทั่วไปหน่วยความยาวคลื่นจะวัดเป็น J⋅m ⁻² ⋅nm ⁻¹ซึ่งบางครั้งเรียกว่า "ฟลักซ์สเปกตรัม"
การเปิดรับแสงสเปกตรัม	$H e, λ$ ^{[ nb 4 ]}	จูลต่อตารางเมตร ต่อเมตร	จูล/ม. ³	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻²
ดูเพิ่มเติม: ไอเอส การวัดรังสี การวัดแสง

^องค์กรมาตรฐานแนะนำว่าปริมาณ ทางรังสีวิทยา ควรมีคำต่อท้าย "e" (สำหรับ "พลังงาน") เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสนกับปริมาณทาง โฟโตเมตริกหรือ โฟตอน
^ ^a ^b ^c ^d ^eสัญลักษณ์ทางเลือกที่อาจพบเห็นได้: $W$ หรือ $E$ สำหรับพลังงานการแผ่รังสี, $P$ หรือ $F$ สำหรับฟลักซ์การแผ่รังสี, $I$ สำหรับความเข้มของการแผ่รังสี, $W$ สำหรับการแผ่รังสีออก
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^gปริมาณสเปกตรัมที่ระบุต่อหน่วยความถี่จะใช้คำต่อท้าย " ν " (อักษรกรีกnuซึ่งไม่ควรสับสนกับอักษร "v" ที่บ่งบอกถึงปริมาณทางโฟโตเมตริก)
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^gปริมาณสเปกตรัมที่ระบุต่อหน่วยความยาวคลื่นจะใช้คำต่อท้าย " λ "
^{ปริมาณ เชิง}^{ทิศทาง}จะแสดงด้วยคำต่อท้าย " Ω "

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

บอยด์, โรเบิร์ต (1983). การวัดรังสีและการตรวจจับรังสีแสง (ชุดทัศนศาสตร์บริสุทธิ์และประยุกต์)ไวลีย์-อินเตอร์ไซแอนซ์ ISBN 978-0-471-86188-1.

[note-suffix-e-2] องค์กรมาตรฐานแนะนำว่าปริมาณ ทางรังสีวิทยา ควรมีคำต่อท้าย "e" (สำหรับ "พลังงาน") เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสนกับปริมาณทาง โฟโตเมตริกหรือ โฟตอน

[note-alternative-symbol-radiometric-3] สัญลักษณ์ทางเลือกที่อาจพบเห็นได้: $W$ หรือ $E$ สำหรับพลังงานการแผ่รังสี, $P$ หรือ $F$ สำหรับฟลักซ์การแผ่รังสี, $I$ สำหรับความเข้มของการแผ่รังสี, $W$ สำหรับการแผ่รังสีออก

[note-suffix-nu-4] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^gปริมาณสเปกตรัมที่ระบุต่อหน่วยความถี่จะใช้คำต่อท้าย " ν " (อักษรกรีกnuซึ่งไม่ควรสับสนกับอักษร "v" ที่บ่งบอกถึงปริมาณทางโฟโตเมตริก)

[note-suffix-lambda-5] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^gปริมาณสเปกตรัมที่ระบุต่อหน่วยความยาวคลื่นจะใช้คำต่อท้าย " λ "

[note-suffix-omega-6] {ปริมาณ เชิง}^{ทิศทาง}จะแสดงด้วยคำต่อท้าย " Ω "

[ 1 ]

[ nb 1 ]

[ nb 2 ]

[ nb 3 ]

[ nb 4 ]

[ nb 5 ]

ฟลักซ์การแผ่รังสี

นิยามทางคณิตศาสตร์

ฟลักซ์การแผ่รังสี

ฟลักซ์สเปกตรัม

หน่วยวัดรังสี SI

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

ข้อมูลสำคัญจากบทความ