Աղբյունային հոսքը. Համալր ցուցում

Ռադիանտ ֆլուքսը բնութագրում է այն ռադիացիոն էներգիայի քանակը, որը օբյեկտը ենթարկվում է ընթացիկ ժամանակում ճառագայթվելով, հատվելով, փոխանցվելով կամ ստացվելով։ Ռադիացիոն էներգիան էլեկտրամագնիսական ալիքների կողմից փոխանցվող էներգիան է, ինչպիսիք են լույսը, ռադիոալիքները, միկրոալիքները, ինֆրակարմիր ալիքները, ուլտրասպիտակ ալիքները և ռենտգենային ալիքները։ Ռադիանտ ֆլուքսը նաև հայտնի է որպես ռադիանտ ուժ կամ օպտիկական ուժ (լույսի դեպքում)։

Ռադիանտ ֆլուքսը կարևոր հասկացություն է ռադիոմետրիայում, որը էլեկտրամագնիսական ռադիացիայի չափումների և վերլուծության գիտությունն է։ Ռադիանտ ֆլուքսը կարող է օգտագործվել լույսի աղբյուրների, դետեկտորների, օպտիկական կոմպոնենտների և համակարգերի կարգավորումների բնութագրման համար։ Այն կարող է օգտագործվել նաև այլ ռադիոմետրիկ մեծությունների հաշվարկման համար, ինչպիսիք են ռադիանտ ինտենսիվությունը, ռադիանսը, իրադիանսը, ռադիանտ ելքը և ռադիոսիտությունը։

Այս հոդվածում մենք բացատրելու ենք, թե ինչ է ռադիանտ ֆլուքսը, ինչպես է այն չափվում և հաշվարկվում, ինչպես է այն կապված այլ ռադիոմետրիկ և ֆոտոմետրիկ մեծությունների հետ և ինչ են իր որոշ կիրառություններն ու օրինակները։

Ինչ է Ռադիանտ Ֆլուքսը?

Ռադիանտ ֆլուքսը սահմանվում է որպես ռադիացիոն էներգիայի փոփոխությունը ըստ ժամանակի արագությունը։ Մաթեմատիկորեն այն կարող է արտահայտվել այսպես.

Որտեղ.

• Φe-ն ռադիանտ ֆլուքսն է վատտներով (W)

• Qe-ն ռադիացիոն էներգիան է ջոուլներով (J)

• t-ն ժամանակն է վայրկյաններով (s)

Ռադիացիոն էներգիան էլեկտրամագնիսական ալիքներով փոխանցվող էներգիայի ընդհանուր քանակն է մակերևույթի կամ ծավալի միջով։ Այն կարող է ճառագայթվել աղբյուրի կողմից (օրինակ, լույսի լամպ), հատվել մակերևույթի կողմից (օրինակ, այնի կողմից), փոխանցվել միջավայրով (օրինակ, այր կամ ուղղանկյուն) կամ լինել ստացված օբյեկտի կողմից (օրինակ, այն աղյուս պանել)։

Ռադիանտ ֆլուքսը կարող է լինել դրական կամ բացասական, ըստ էներգիայի փոխանցման ուղղության։ Օրինակ, եթե լույսի աղբյուրը ճառագայթում է 10 W ռադիանտ ֆլուքս, դա նշանակում է, որ այն կորցնում է 10 J էներգիա վայրկյանում։ Մյուս կողմից, եթե դետեկտորը ստանում է 10 W ռադիանտ ֆլուքս, դա նշանակում է, որ այն ստանում է 10 J էներգիա վայրկյանում։

Ռադիանտ ֆլուքսը կախված է էլեկտրամագնիսական ռադիացիայի ալիքի երկարությունից կամ հաճախությունից։ Անուն ալիքները ունեն տարբեր էներգիա և տարբեր ձևով փոխազդում նյութի հետ։ Օրինակ, արևային լույսը ունի ավելի բարձր էներգիա, քան ինֆրակարմիր ռադիացիան և կարող է տեսնվել մարդկանց աչքով։ Ուլտրասպիտակ ռադիացիան ունի ավելի բարձր էներգիա, քան արևային լույսը և կարող է առաջացնել արևային ծայրահար և արեւային կանկեր։

Ռադիանտ ֆլուքսը ալիքի երկարության կամ հաճախության միավորով կոչվում է սպեկտրալ ֆլուքս կամ սպեկտրալ ուժ։ Այն կարող է նշանակվել որպես Φe(λ) ալիքի երկարության համար կամ Φe(ν) հաճախության համար։ Ալիքի երկարության կամ հաճախության տիրույթի ընդհանուր ռադիանտ ֆլուքսը կարող է ստացվել սպեկտրալ ֆլուքսի ինտեգրմամբ.

Որտեղ.

• λ-ն ալիքի երկարությունն է մետրերով (m)

• ν-ն հաճախությունն է հերցերով (Hz)

• λ1 և λ2-ն ալիքի երկարության տիրույթի ներքին և վերին սահմաններն են

• ν1 և ν2-ն հաճախության տիրույթի ներքին և վերին սահմաններն են

Ինչպե՞ս Չափվում Է Ռադիանտ Ֆլուքսը:

Ռադիանտ ֆլուքսը կարող է չափվել տարբեր տեսակի սարքերի միջոցով, որոնք կոչվում են ռադիոմետրներ։ Ռադիոմետրը կազմված է դետեկտորից, որը էլեկտրամագնիսական ռադիացիան փոխանցում է էլեկտրական ազդեցության և այն ցուցադրող կամ գրառող սարքից։

Դետեկտորը կարող է հիմնվել տարբեր սկզբունքների վրա, ինչպիսիք են ջերմային ազդեցությունները (օրինակ, թերմոպիլը), ֆոտոէլեկտրիկ ազդեցությունները (օրինակ, ֆոտոդիոդը) կամ քվանտային ազդեցությունները (օրինակ, ֆոտոմուլտիպլիկատորը)։ Դետեկտորը կարող է նաև ունենալ տարբեր հատկություններ, ինչպիսիք են ạyականությունը, պատասխանատվությունը, գծայինությունը, @dynamic-range, աղավարության մակարդակը, սպեկտրալ պատասխանատվությունը, անկյունային պատասխանատվությունը և կալիբրացիան։

Ցուցադրող սարքը կարող է լինել անալոգային կամ դիջիտալ և կարող է ցուցադրել տարբեր չափման միավորներ, ինչպիսիք են վատտները, վոլտները, ամպերները կամ հաշվարկները։ Ցուցադրող սարքը կարող է նաև ունենալ տարբեր հատկություններ, ինչպիսիք են ցուցադրման հաստատունությունը, ճշգրտությունը, ճշգրտությունը, կայունությունը, նմուշառման արագությունը և տվյալների պահպանումը։

Ռադիոմետրների որոշ օրինակներ են.

• Պիրանոմետրը. չափում է գլոբալ արևային իրադիանսը (ռադիանտ ֆլուքսը միավոր մակերեսով արևի և երկրագնդի կողմից) հորիզոնական մակերևույթի վրա

• Պիրհելիոմետրը. չափում է ուղիղ արևային իրադիանսը (ռադիանտ ֆլուքսը միավոր մակերեսով արևի կողմից միայն) մակերևույթի վրա, որը նորմալ է արևին

• Պիրգեոմետրը. չափում է երկարաալիք իրադիանսը (ռադիանտ ֆլուքսը միավոր մակերեսով ինֆրակարմիր ռադիացիայի կողմից) հորիզոնական մակերևույթի վրա

• Ռադիոմետրը. չափում է ռադիանտ ֆլուքսը ցանկացած աղբյուրի կամ ուղղության վրա

• Սպեկտրոռադիոմետրը. չափում է սպեկտրալ ֆլուքսը (ռադիանտ ֆլուքսը միավոր ալիքի երկարությամբ կամ հաճախությամբ) ցանկացած աղբյուրի կամ ուղղության վրա

• Ֆոտոմետրը. չափում է լուսային ֆլուքսը (ռադիանտ ֆլուքսը մարդկանց աչքի ạyականությամբ կշռված) ցանկացած աղբյուրի կամ ուղղության վրա։

Ինչպե՞ս Հաշվարկվում Է Ռադիանտ Ֆլուքսը:

Ռադիանտ ֆլուքսը կարող է հաշվարկվել տարբեր բանաձևերի և մոդելների միջոցով, ըստ աղբյուրի տեսակի և երկրաչափության, միջավայրի և սարքի։ Որոշ ընդհանուր բանաձևեր և մոդելներ են.