Iluminarea energiei

Iluminarea energiei Aparate de laborator echipate cu un controler de iradiere. Date esentiale

Unități SI	watt pe metru pătrat
Dimensiune	M · T -3{\ displaystyle \,}
Natură	Mărime scalară intensivă
Simbol obișnuit	Ee{\ displaystyle E _ {\ mathrm {e}}}
Link către alte dimensiuni	Ev{\ displaystyle E_ {vb}} = Km{\ displaystyle K_ {m}} Ee{\ displaystyle E_ {e}}

Iradianța sau iradiantă este un termen radiometric care cuantifică puterea unei radiație electromagnetică izbitoare pe unitate de suprafață perpendicular pe direcția sa. Este densitatea de suprafață a fluxului de energie ajunge la punctul considerat de pe suprafață. În sistemul internațional de unități , acesta este exprimat în wați pe metru pătrat (W / m 2 sau W m −2 ). Cantitatea de emisie asociată este ieșirea .

Distribuția emisferică a iradianței primite pe un element de suprafață este radiația . Echivalentul fotometric al iradianței este iluminarea .

Iradianța are în vedere doar energia care ajunge pe elementul de suprafață , spre deosebire de energia emisă de acest element, care este ieșirea .

Fotometrie

În fotometrie, iluminarea califică de obicei puterea fluxului luminos primit pe unitatea de suprafață. Iată câteva ordine de mărime  :

• Iradianța solară din vârful atmosferei Pământului ( constanta solară ) este de 1360,8  W · m -2 . Această putere pe unitate de suprafață este de ordinul 1000  W · m -2 la amiaza solară. Efectul unei simple lupe realizează o iluminare de aproape o mie de ori mai mare, egală cu aproximativ 1  MW · m -2 sau, într-o unitate mai practică, 100  W · cm -2 . Este capabil să aprindă hârtie fină, uscată sau corp organic.

• un stilou laser obișnuit emite un flux luminos coerent de aproximativ 1  mW printr-o secțiune circulară subțire cu diametrul de 2  mm . Acest flux fotonic poate fi periculos concentrat de către receptor eficient ocular ceea ce ochiul uman într - un punct de 10  um în diametru, care este de 167 de ori viziunea directă a soarelui .

• un bisturiu laser CO 2 , care emite la o lungime de undă în infraroșu de 10,6  μm , luminează între 5 și 50  mW · mm -2 , care este suficient pentru a tăia o felie de carne încălzind-o ușor.

Determinare

Iluminarea unei unde de lumină monocromatică în cauză este determinată de câmpul său electric prin:

Eu≈vs.nuε02|E|2{\ displaystyle I \ approx {\ frac {c \, n \, \ varepsilon _ {0}} {2}} | E | ^ {2}},

cu:

E{\ displaystyle E}, amplitudinea complexă a undei de câmp electric; nu{\ displaystyle n}, indicele de refracție al mediului; vs.{\ displaystyle c}, viteza luminii în vid  ; ε0{\ displaystyle \ varepsilon _ {0}}, permitivitatea vidului .

Considerăm în această formulă că susceptibilitatea magnetică este neglijabilă, adică unde este susceptibilitatea magnetică a razei de lumină. Această aproximare este valabilă în special pentru o undă din spectrul vizibil și într-un mediu transparent. μr≈1{\ displaystyle \ mu _ {r} \ approx 1}μr{\ displaystyle \ mu _ {r}}

Iradianța este, de asemenea, media în timp a componentei vectorului Poynting perpendicular pe suprafață.

Referințe

• (fr) Acest articol este preluat parțial sau în totalitate din articolul Wikipedia în limba engleză intitulat „  Irradiance  ” (a se vedea lista autorilor ) .

1. (în) David J. Griffiths , Introducere în electrodinamică , Upper Saddle River, NJ ua, Prentice-Hall,1999, 3 e  ed. ( ISBN  0-13-805326-X , citit online )

Vezi și tu

Bibliografie

• Alain Chiron a Casinière, radiația solară în mediul înconjurător al Pământului , 264  p. , Ed. Publibook, 2003. ( ISBN 9782748302424 ) 
• Evelyn Gil, De unde vine lumina LASER , col. Micile mere ale cunoașterii , Le Pommier, 2006, 64  p.

Articole similare

• Insolație / soare
• Solarizare