Intensité radiante - Radiant intensity

En radiométrie , l'intensité radiante est le flux rayonnant émis, réfléchi, transmis ou reçu, par unité d' angle solide , et l' intensité spectrale est l'intensité radiante par unité de fréquence ou de longueur d'onde , selon que le spectre est pris en fonction de la fréquence ou de la longueur d'onde. . Ce sont des quantités directionnelles . L' unité SI de l'intensité radiante est le watt par stéradian ( W / sr ), tandis que celle de l'intensité spectrale en fréquence est le watt par stéradian par hertz ( W · sr ⁻¹ · Hz ⁻¹ ) et celle de l'intensité spectrale en longueur d'onde est le watt par stéradian par mètre ( W · sr ^-1 · m ^-1 ) - communément le watt par stéradian par nanomètre ( W · sr ^-1 · nm ^-1 ). L'intensité radiante est distincte de l' irradiance et de l'exitance radiante , qui sont souvent appelées intensité dans des branches de la physique autres que la radiométrie. Dans l' ingénierie des radiofréquences , l'intensité radiante est parfois appelée intensité de rayonnement .

Définitions mathématiques

Intensité radieuse

L'intensité radiante , notée I _{e, Ω} («e» pour «énergétique», pour éviter toute confusion avec les grandeurs photométriques, et «Ω» pour indiquer qu'il s'agit d'une grandeur directionnelle ), est définie comme

{\ displaystyle I _ {\ mathrm {e}, \ Omega} = {\ frac {\ partial \ Phi _ {\ mathrm {e}}} {\ partial \ Omega}},}

où

∂ est le symbole de la dérivée partielle ;
Φ _e est le flux rayonnant émis, réfléchi, transmis ou reçu;
Ω est l' angle solide .

En général, I _{e, Ω} est fonction de l'angle de vue θ et potentiellement de l' angle azimutal . Pour le cas particulier d'une surface lambertienne , I _{e, Ω} suit la loi du cosinus de Lambert I _{e, Ω} = I ₀ cos θ .

Lors du calcul de l'intensité radiante émise par une source, Ω fait référence à l'angle solide dans lequel la lumière est émise. Lors du calcul de la radiance reçue par un détecteur, Ω se réfère à l'angle solide sous-tendu par la source telle que vue depuis ce détecteur.

Intensité spectrale

L'intensité spectrale en fréquence , notée I _{e, Ω, ν} , est définie comme

{\ displaystyle I _ {\ mathrm {e}, \ Omega, \ nu} = {\ frac {\ partial I _ {\ mathrm {e}, \ Omega}} {\ partial \ nu}},}

où ν est la fréquence.

L'intensité spectrale en longueur d'onde , notée I _{e, Ω, λ} , est définie comme

{\ displaystyle I _ {\ mathrm {e}, \ Omega, \ lambda} = {\ frac {\ partial I _ {\ mathrm {e}, \ Omega}} {\ partial \ lambda}},}

où λ est la longueur d'onde.

Ingénierie des radiofréquences

L'intensité radiante est utilisée pour caractériser l'émission de rayonnement par une antenne :

{\ displaystyle I _ {\ mathrm {e}, \ Omega} = E _ {\ mathrm {e}} (r) \, r ^ {2},}

où

E _e est l' irradiance de l'antenne;
r est la distance de l'antenne.

Contrairement à la densité de puissance, l'intensité radiante ne dépend pas de la distance: comme l'intensité radiante est définie comme la puissance à travers un angle solide, la densité de puissance décroissante sur la distance due à la loi du carré inverse est compensée par l'augmentation de la surface avec la distance.

Unités de radiométrie SI

Unités de radiométrie SI

v

t

e
Quantité		Unité		Dimension	Remarques
Nom	symbole	Nom	symbole	symbole	Remarques
Energie radiante	Q _e	joule	J	M ⋅ L ² ⋅ T ⁻²	Énergie du rayonnement électromagnétique.
Densité d'énergie radiante	w _e	joule par mètre cube	J / m ³	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻²	Énergie radiante par unité de volume.
Flux rayonnant	Φ _e	watt	W = J / s	M ⋅ L ² ⋅ T ⁻³	Énergie rayonnante émise, réfléchie, transmise ou reçue, par unité de temps. Ceci est parfois aussi appelé «puissance radiante».
Flux spectral	Φ _{e, ν}	watt par hertz	W / Hz	M ⋅ L ² ⋅ T ⁻²	Flux rayonnant par unité de fréquence ou de longueur d'onde. Ce dernier est couramment mesuré en W⋅nm ⁻¹ .
Flux spectral	Φ _{e, λ}	watt par mètre	W / m	M ⋅ L ⋅ T ⁻³
Intensité radieuse	I _{e, Ω}	watt par stéradian	W / sr	M ⋅ L ² ⋅ T ⁻³	Flux rayonnant émis, réfléchi, transmis ou reçu, par unité d'angle solide. C'est une quantité directionnelle .
Intensité spectrale	I _{e, Ω, ν}	watt par stéradian par hertz	W⋅sr ⁻¹ ⋅Hz ⁻¹	M ⋅ L ² ⋅ T ⁻²	Intensité radiante par unité de fréquence ou de longueur d'onde. Ce dernier est couramment mesuré en W⋅sr ⁻¹ ⋅nm ⁻¹ . C'est une quantité directionnelle .
Intensité spectrale	I _{e, Ω, λ}	watt par stéradian par mètre	W⋅sr ⁻¹ ⋅m ⁻¹	M ⋅ L ⋅ T ⁻³
Éclat	L _{e, Ω}	watt par stéradian par mètre carré	W⋅sr ⁻¹ ⋅m ⁻²	M ⋅ T ⁻³	Flux rayonnant émis, réfléchi, transmis ou reçu par une surface , par unité d'angle solide par unité de surface projetée. C'est une quantité directionnelle . Ceci est parfois aussi appelé "intensité".
Éclat spectral	L _{e, Ω, ν}	watt par stéradian par mètre carré par hertz	W⋅sr ⁻¹ ⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹	M ⋅ T ⁻²	Éclat d'une surface par unité de fréquence ou de longueur d'onde. Ce dernier est couramment mesuré en W⋅sr ⁻¹ ⋅m ⁻² ⋅nm ⁻¹ . C'est une quantité directionnelle . Ceci est parfois aussi appelé "intensité spectrale".
Éclat spectral	L _{e, Ω, λ}	watt par stéradian par mètre carré, par mètre	W⋅sr ⁻¹ ⋅m ⁻³	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻³
Densité du flux d' irradiance	E _e	watt par mètre carré	W / m ²	M ⋅ T ⁻³	Flux rayonnant reçu par une surface par unité de surface. Ceci est parfois aussi appelé "intensité".
Irradiance spectrale Densité de flux spectrale	E _{e, ν}	watt par mètre carré par hertz	W⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹	M ⋅ T ⁻²	Irradiance d'une surface par unité de fréquence ou de longueur d'onde. Ceci est parfois aussi appelé "intensité spectrale". Les unités non-SI de densité de flux spectral comprennent jansky (1 Jy = 10 ⁻²⁶ W⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹ ) et l'unité de flux solaire (1 sfu = 10 ⁻²² W⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹ = 10 ⁴ Jy).
Irradiance spectrale Densité de flux spectrale	E _{e, λ}	watt par mètre carré, par mètre	W / m ³	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻³
Radiosité	J _e	watt par mètre carré	W / m ²	M ⋅ T ⁻³	Flux rayonnant laissant (émis, réfléchi et transmis par) une surface par unité de surface. Ceci est parfois aussi appelé "intensité".
Radiosité spectrale	J _{e, ν}	watt par mètre carré par hertz	W⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹	M ⋅ T ⁻²	Radiosité d'une surface par unité de fréquence ou de longueur d'onde. Ce dernier est couramment mesuré en W⋅m ⁻² ⋅nm ⁻¹ . Ceci est parfois aussi appelé "intensité spectrale".
Radiosité spectrale	J _{e, λ}	watt par mètre carré, par mètre	W / m ³	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻³
Sortie radieuse	M _e	watt par mètre carré	W / m ²	M ⋅ T ⁻³	Flux rayonnant émis par une surface par unité de surface. C'est la composante émise de la radiosité. «Emittance radiante» est un ancien terme pour cette quantité. Ceci est parfois aussi appelé "intensité".
Sortie spectrale	M _{e, ν}	watt par mètre carré par hertz	W⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹	M ⋅ T ⁻²	Sortie radiante d'une surface par unité de fréquence ou de longueur d'onde. Ce dernier est couramment mesuré en W⋅m ⁻² ⋅nm ⁻¹ . «Emittance spectrale» est un ancien terme pour cette quantité. Ceci est parfois aussi appelé "intensité spectrale".
Sortie spectrale	M _{e, λ}	watt par mètre carré, par mètre	W / m ³	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻³
Exposition radiante	H _e	joule par mètre carré	J / m ²	M ⋅ T ⁻²	Énergie radiante reçue par une surface par unité de surface, ou irradiance équivalente d'une surface intégrée au cours du temps d'irradiation. Ceci est parfois également appelé "fluence radiante".
Exposition spectrale	H _{e, ν}	joule par mètre carré par hertz	J⋅m ⁻² ⋅Hz ⁻¹	M ⋅ T ⁻¹	Exposition radiante d'une surface par unité de fréquence ou de longueur d'onde. Ce dernier est couramment mesuré en J⋅m ⁻² ⋅nm ⁻¹ . Ceci est parfois également appelé "fluence spectrale".
Exposition spectrale	H _{e, λ}	joule par mètre carré, par mètre	J / m ³	M ⋅ L ⁻¹ ⋅ T ⁻²
Émissivité hémisphérique	ε	N / A		1	Sortie radiante d'une surface , divisée par celle d'un corps noir à la même température que cette surface.
Émissivité hémisphérique spectrale	ε _ν ou ε _λ	N / A		1	Sortie spectrale d'une surface , divisée par celle d'un corps noir à la même température que cette surface.
Emissivité directionnelle	ε _Ω	N / A		1	Éclat émis par une surface , divisé par celui émis par un corps noir à la même température que cette surface.
Émissivité directionnelle spectrale	ε _{Ω, ν} ou ε _{Ω, λ}	N / A		1	Éclat spectral émis par une surface , divisé par celui d'un corps noir à la même température que cette surface.
Absorbance hémisphérique	UNE	N / A		1	Flux rayonnant absorbé par une surface , divisé par celui reçu par cette surface. Cela ne doit pas être confondu avec « absorbance ».
Absorbance hémisphérique spectrale	A _ν ou A _λ	N / A		1	Flux spectral absorbé par une surface , divisé par celui reçu par cette surface. Cela ne doit pas être confondu avec «l' absorbance spectrale ».
Absorbance directionnelle	Un _Ω	N / A		1	Éclat absorbé par une surface , divisé par le rayonnement incident sur cette surface. Cela ne doit pas être confondu avec « absorbance ».
Absorbance directionnelle spectrale	A _{Ω, ν} ou A _{Ω, λ}	N / A		1	Éclat spectral absorbé par une surface , divisé par le rayonnement spectral incident sur cette surface. Cela ne doit pas être confondu avec «l' absorbance spectrale ».
Réflexion hémisphérique	R	N / A		1	Flux rayonnant réfléchi par une surface , divisé par celui reçu par cette surface.
Réflectance hémisphérique spectrale	R _ν ou R _λ	N / A		1	Flux spectral réfléchi par une surface , divisé par celui reçu par cette surface.
Réflexion directionnelle	R _Ω	N / A		1	Éclat réfléchi par une surface , divisé par celui reçu par cette surface.
Réflectance directionnelle spectrale	R _{Ω, ν} ou R _{Ω, λ}	N / A		1	Éclat spectral réfléchi par une surface , divisé par celui reçu par cette surface.
Transmission hémisphérique	T	N / A		1	Flux rayonnant transmis par une surface , divisé par celui reçu par cette surface.
Transmission hémisphérique spectrale	T _ν ou T _λ	N / A		1	Flux spectral transmis par une surface , divisé par celui reçu par cette surface.
Transmission directionnelle	T _Ω	N / A		1	Éclat transmis par une surface , divisé par celui reçu par cette surface.
Transmission directionnelle spectrale	T _{Ω, ν} ou T _{Ω, λ}	N / A		1	Radiance spectrale transmise par une surface , divisée par celle reçue par cette surface.
Coefficient d'atténuation hémisphérique	μ	compteur réciproque	m ⁻¹	L ⁻¹	Flux rayonnant absorbé et diffusé par un volume par unité de longueur, divisé par celui reçu par ce volume.
Coefficient d'atténuation hémisphérique spectral	μ _ν ou μ _λ	compteur réciproque	m ⁻¹	L ⁻¹	Flux rayonnant spectral absorbé et diffusé par un volume par unité de longueur, divisé par celui reçu par ce volume.
Coefficient d'atténuation directionnel	μ _Ω	compteur réciproque	m ⁻¹	L ⁻¹	Éclat absorbé et diffusé par un volume par unité de longueur, divisé par celui reçu par ce volume.
Coefficient d'atténuation directionnelle spectrale	μ _{Ω, ν} ou μ _{Ω, λ}	compteur réciproque	m ⁻¹	L ⁻¹	Éclat spectral absorbé et diffusé par un volume par unité de longueur, divisé par celui reçu par ce volume.
Voir aussi: SI · Radiométrie · Photométrie

Voir également

Les références

Liens externes

Rayonnement: Activité et intensité Centre de ressources NDE / NDT

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