Uscita
Uscita
L' uscita o emittanza è una quantità utilizzata in fotometria e radiometria . Indica il flusso ( luminoso in fotometria ed energia in radiometria) emesso per unità di area di una sorgente estesa.
L'uscita corrisponde a un'emissione di energia irradiata. Per designare l'energia irradiata che colpisce una superficie, parliamo di illuminazione ( luminosa o energetica ). Non vi è tuttavia alcuna differenza fisica tra queste quantità, solo il punto di vista dell'osservatore è diverso.
Uscita di energia
Definizioni
- L'uscita è il modulo della proiezione della densità di flusso sulla normale a una data superficie :non→{\ displaystyle {\ vec {n}}}Σ{\ displaystyle \ Sigma}
M=F→⋅non→{\ displaystyle M = {\ vec {F}} \ cdot {\ vec {n}}}- Dalla definizione di densità di flusso, l'emittanza è la densità di flusso scalare del campo vettoriale rispetto al piano di orientamento dato da , dove è la luminanza , distribuzione angolare della direzione definita sulla sfera unitaria :Ω→L(Ω→){\ displaystyle {\ vec {\ Omega}} \, L ({\ vec {\ Omega}})}non→{\ displaystyle {\ vec {n}}}L(Ω→){\ displaystyle L ({\ vec {\ Omega}})}Ω→{\ displaystyle {\ vec {\ Omega}}} S2{\ displaystyle S ^ {2}}
M=∫S2L(Ω→)Ω→⋅non→dΩ{\ displaystyle M = \ int _ {S ^ {2}} L ({\ vec {\ Omega}}) \, {\ vec {\ Omega}} \ cdot {\ vec {n}} \, \ mathrm { d} \ Omega}
L'emissione è indipendente da .
Ω→{\ displaystyle {\ vec {\ Omega}}}
In
coordinate sferiche (o sistema derivato) in un sistema di coordinate dove viene portato dall'asse quindi e l'uscita è scritta:
non→{\ displaystyle {\ vec {n}}}z{\ displaystyle z}Ω→⋅non→=cosθ=μ{\ displaystyle {\ vec {\ Omega}} \ cdot {\ vec {n}} = \ cos {\ theta} = \ mu}M=∫02π∫0πL(θ,ϕ)cosθpeccatoθdθdϕ=∫02π∫-11L(μ,ϕ)μdμdϕ{\ displaystyle M = \ int _ {0} ^ {2 \ pi} \ int _ {0} ^ {\ pi} L (\ theta, \ phi) \ cos \ theta \ sin \ theta \, \ mathrm {d } \ theta \, \ mathrm {d} \ phi = \ int _ {0} ^ {2 \ pi} \ int _ {- 1} ^ {1} L (\ mu, \ phi) \ mu \, \ mathrm {d} \ mu \, \ mathrm {d} \ phi}
Il flusso di energia è il flusso contato attraverso una superficie orientata dalla sua normale , che designa le coordinate dello spazio :
Σ(r→){\ displaystyle \ Sigma ({\ vec {r}})} non→(r→){\ displaystyle {\ vec {n}} ({\ vec {r}})}r→{\ displaystyle {\ vec {r}}}R3{\ displaystyle \ mathbb {R} ^ {3}}
Φ=∫ΣM(r→)dΣ=∫ΣF→(r→)⋅non→(r→)dS{\ displaystyle \ Phi = \ int _ {\ Sigma} M ({\ vec {r}}) \, \ mathrm {d} \ Sigma = \ int _ {\ Sigma} {\ vec {F}} ({\ vec {r}}) \ cdot {\ vec {n}} ({\ vec {r}}) \, \ mathrm {d} S}dov'è la densità del flusso di energia .
F→{\ displaystyle {\ vec {F}}}
Φ{\ displaystyle \ Phi}è indipendente da .
r→{\ displaystyle {\ vec {r}}}
Troviamo in alcuni riferimenti la seguente definizione:
M=dΦdS{\ displaystyle M = {\ frac {\ mathrm {d} \ Phi} {\ mathrm {d} S}}}Questa espressione che suggerisce una derivazione non ha alcun significato matematico: non si può risalire a una distribuzione su una superficie conoscendo l'integrale su questa superficie.
Unità
In radiometria e nel campo dei trasferimenti di calore, l'uscita di energia è la densità superficiale del flusso di calore emesso dalla radiazione sull'intero spettro elettromagnetico . Viene quindi misurato in watt per metro quadrato (W / m 2 o W · m -2 ).
Possiamo anche definire un'uscita spettrale (o spettrale) che è la distribuzione statistica della densità di uscita relativa ad un intervallo dello spettro misurato dalla quantità ( frequenza , lunghezza d'onda , numero d'onda , energia , ecc .). L'unità corrispondente sarà quindi il . Il suo valore numerico dipende dalla scelta di ma non dipende dalla scelta fatta: rappresenta l'uscita nell'intervallo .
p{\ displaystyle p}Wm-2p-1{\ displaystyle W \, m ^ {- 2} \, p ^ {- 1}}p{\ displaystyle p}f(p)dp{\ displaystyle f (p) \ mathrm {d} p}dp{\ displaystyle \ mathrm {d} p}
Uscita luminosa
Nella fotometria, solo la radiazione nel campo visibile viene presa in considerazione e ponderata in base alla sensibilità dell'occhio umano. L' emittanza fotometrica è misurata in lumen per metro quadrato (bm · m -2 ).
La differenza con l' illuminamento è la direzione di propagazione della luce rispetto alla superficie: l'illuminamento è ciò che la superficie riceve (ma una superficie nera non riemetterà), mentre l'uscita è ciò che la superficie invia al suo ambiente. L'unità di lux viene utilizzata solo per l'illuminazione.
Come per tutte le grandezze fotometriche, l'uscita luminosa è l'uscita di energia ponderata dall'efficienza luminosa spettrale .
Vedi anche
Articoli Correlati
Riferimenti
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Il termine uscita sostituisce il termine emissione. L'uso del termine radiance è abbandonato perché questo termine significa luminanza energetica in inglese e si è gradualmente imposto con questa definizione in lingua francese. Robert Sève, Scienza del colore: aspetti fisici e percettivi , Marsiglia, Chalagam,2009, 374 p. ( ISBN 978-2-9519607-5-6 e 2-9519607-5-1 ) , p. 308-311.
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Guida pratica per il sistema internazionale di unità (SI) , Magdeleine Moureau, Edizioni TECHNIP, 1996.
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() Michael M. Modest , Radiative Heat Transfer , Academic Press ,2003, 822 p. ( ISBN 0-12-503163-7 , leggi online )
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(a) John R. Howell , R. Siegel e Pinar Mengüç , Thermal Radiation Heat Transfer , CRC Press ,2010, 987 p. ( ISBN 978-1-4398-9455-2 , leggi in linea )
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Jean-Louis Meyzonnette, " Radiometry and optical detection, Chapter I Noions of photometry " , su IMT Atlantique
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Luce e colore , Michel Perraudeau, Tecnica dell'ingegnere.