Лекція 8. Електричне освітлення і опромінення в сільському господарстві

3. Енергетичні величини і одиниці їх вимірювання

Для кількісної оцінки дії оптичного випромінювання користуються системою енергетичних величин. Мірою випромінювання є енергія Q, що вимірюється в Дж, але на практиці зручніше користуватись не енергією, а потужністю випромінювання або потоком випромінювання Ф.

Потоком випромінювання Ф називають енергію випромінювання, що переноситься за одиницю часу від джерела випромінювання до опромінюваного об’єкта:

,                                              (8.2)

де dW – енергія випромінювання, що передається за час dt, Дж; dt – проміжок часу, впродовж якого випромінювання може бути сприйнятим, с.

Для опису розподілу потоку випромінювання за спектром (в залежності від довжини хвилі випромінювання) використовують поняття спектральної густини потоку випромінювання :

,                                          (8.3)

де  – однорідний потік на ширині смуги .

Рис. 8.2. Потік а) і спектральна густина випромінювання б)

Просторову густину потоку випромінювання джерела називають силою випромінювання (Вт⋅ср^‐1), яка визначається як відношення потоку випромінювання до тілесного кута, у якому він рівномірно розподілений:

,                                             (8.4)

де ω – значення тілесного кута. Одиниця вимірювання тілесного кута – стерадіан (ср).

Тілесний кут в 1 стерадіан відповідає куту конуса із вершиною в центрі сфери, що відтинає в сфері радіусом r площу поверхні  (рис. 8.3):

.                                                 (8.5)

Рис. 8.3. Тілесний кут

Густина випромінювання (Вт⋅м^‐2) – це відношення потоку випромінювання до площі випромінювальної поверхні:

.                                          (8.6)

де  – площа поверхні, що опромінюється.

Густина потоку на випромінюваній поверхні – енергетична світність (Вт⋅м^‐2):

,                                        (8.7)

де  – площа випромінювальної поверхні.

Кількість енергії опромінення або енергетична експозиція визначається за формулою:

.                                      (8.8)

Таким чином, існують наступні енергетичні характеристики оптичного випромінювання: