Объемная плотность энергии электромагнитного поля
Плотность потока электромагнитной энергии через единичную площадь, перпендикулярную распространению волн, - вектор Пойнтинга
Среднее значение потока энергии через единичную площадь, перпендикулярную распространению волны,
.
2. КВАНТОВЫЕ СВОЙСТВА ИЗЛУЧЕНИЯ
Энергия фотона , где h — постоянная Планка.
Импульс фотона .
Масса фотона
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта ,
где А – работа выхода электрона из металла.
3. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Поток излучения - мощность излучения, передаваемая или воспринимаемая в виде излучения, Вт,
Для источников излучения со оплошным спектром
,
где - функция спектральной плотности потока излучения.
Для источников излучения с линейчатым спектром
,
где - поток излучения лампы.
Энергия излучения, Дж, .
Энергетическая сила света (сила излучения) источника, Вт×ср-1,
,
где — телесный угол, в пределах которого заключен и равномерно распределен поток излучения.
Телесный угол определяется отношением площади сферической поверхности, заключенной внутри конуса телесного угла с вершиной в центре сферы, к квадрату радиуса этой сферы, ср,
Общий вид уравнения, определяющего телесный угол, опирающийся на некоторую поверхность, А,
где - угол между нормалью к элементу dА поверхности, на которую опирается телесный угол, и направлением l от вершины телесного угла до элемента dA.
Телесный угол, вырезаемый конической поверхностью, образованной смещением образующей на углы и , ср,
Элементарный телесный угол (телесный угол, заключенный между двумя коническими поверхностями, образованными вращением отстоящих друг от друга на угол образующих вокруг оси симметрии), ср,
Энергетическая яркость в данном направлении в данной точке реальной или воображаемой поверхности, Вт×м-2×ср-1, ,
где - поток излучения, переносимый в элементарном пучке лучей, проходящем через данную точку и распространяющемся в телесном угле , содержащем данное направление ,
- мера множества пучка лучей.
Мера множества пучка лучей (геометрический фактор), м2×ср
,
где dA и dA¢ - площади двух сечений элементарного пучка лучей, отстоящих друг от друга на расстоянии l;
и - углы между направлениями элементарного пучка лучей и нормалями к dA и dA¢;
- телесный угол, опирающийся на площадь свершиной на площадке dA.
Энергетическая яркость в данной точке поверхности излучателя в данном направлении, Вт×м2×ср-1,
Для равноярких излучателей ,
где - сила излучения источника света в данном направлении ;
- площадь проекции поверхности излучателя на плоскость, перпендикулярную данному направлению .
Энергетическая светимость в точке поверхности излучателя Вт×м-2, ,
где - поток излучения, исходящий от элемента поверхности, который содержит данную точку;
- площадь этого элемента.
Эквивалентное определение энергетической светимости
,
где - энергетическая яркость в данной точке элементарных пучков лучей, распространяющихся в телесном угле ;
- угол между направлением данных лучей и нормалью к поверхности в данной точке.
Для равноярких излучателей .
Энергетическая освещенность, облученность в точке поверхности Вт×м-2, ,
где - поток излучения, падающий на элемент поверхности, содержащий рассматриваемую точку;
- площадь этого элемента.
Эквивалентное определение облученности
где - энергетическая яркость падающих: в данную точку по различным направлениям элементарных пучков лучей, распространяющихся в телесных углах ;
- угол между направлением падающих элементарных пучков лучей и нормалью к облучаемой поверхности в данной точке.
Энергетическая экспозиция, Дж×м-2, ,
где - длительность облучения участка поверхности.
4. ФОТОННЫЕ ХАКТЕРИСТИКИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Поток фотонов, с-1, ,
Где - число фотонов, излучаемых, передаваемых или принятых за малый интервал времени .