Strálarflæði: Yfirfari Leiðbeiningar
Strálar átt er orð sem lýsir magni strálastrengs sem útskeiðst, endurkvæmist, yfirfærast eða tekið er af hlut í hverri tímaeinu. Strálastrengur er orka sem bært er af rafmagnsgeisli, eins og ljós, ráðvarp, mikrohöfuð, infraröð, ultravélaröð og R-geislaröð. Strálar átt er einnig kendur sem strálar orka eða ljósort (í tilviki ljóss).
Strálar átt er mikilvæg hugmynd í strálagreiningu, sem er vísindalegt svið sem fjallar um mælingu og greiningu á rafmagnsgeislum. Strálar átt má nota til að lýsa færslu ljósgerða, detektora, ljóshlutverka og kerfa. Hann má einnig nota til að reikna aðra stærðir í strálagreiningu, eins og strálar tækni, strálar skýring, strálar átak, strálar útskeið og strálar yfirborð.
Í þessu greinum munum við skýra hvað strálar átt er, hvernig hann er mældur og reiknaður, hvernig hann tengist öðrum stærðum í strálagreiningu og ljósfræði, og hvað eru nokkur af hans notkunarmöguleikum og dæmum.
Hvað er Strálar Átt?
Strálar átt er skilgreind sem hrykkja breytingu á strálastrengi með tilliti til tíma. Stærðilega má lýsa henni svona:
Þar sem:
Φe er strálar átt í vatthöfum (W)
Qe er strálastrengur í joule (J)
t er tími í sekúndum (s)
Strálastrengur er heildarmagn orku sem fer fram með rafmagnsgeislum yfir yfirborð eða innan rúms. Hann getur verið útskeiðst af upphafi (sem ljóslykt), endurkvæmist af yfirborði (sem spegil), yfirfærast gegnum efni (sem loft eða gler) eða tekið af hluti (sem sólarpanel).
Strálar átt getur verið jákvæð eða neikvæð afhversu hvort orkuferlið sé í áttina. Til dæmis, ef ljósgerð útskeiðir 10 W af strálar átt, þýðir það að hún tapar 10 J af orku á sekúndu. Á hinn bóginn, ef detektor tekur 10 W af strálar átt, þýðir það að hann fær 10 J af orku á sekúndu.
Strálar átt fer eftir geislalengd eða tíðni rafmagnsgeisla. Önnur geislalengdir hafa önnur orkumagn og fara á annan hátt við efni. Til dæmis, sjónlegt ljós hefur hærra orku en infraröð og má sjá af mannlegum augum. Ultravélaröð hefur jafnvel hærri orku en sjónlegt ljós og getur valdið sólbrændingu og húðkrabbameinum.
Strálar átt fyrir hverja geislalengd eða tíðni kallast spektral átt eða spektral orka. Hann má merkja sem Φe(λ) fyrir geislalengd eða Φe(ν) fyrir tíðni. Heildarstrálar átt yfir samrýmd geislalengd eða tíðni má fá með að sameina spektral átt:
Þar sem:
λ er geislalengd í metrum (m)
ν er tíðni í herztum (Hz)
λ1 og λ2 eru lágmark og hámark geislalengdarbilins
ν1 og ν2 eru lágmark og hámark tíðnibilins
Hvernig er Strálar Átt Mæld?
Strálar átt má mæla með ýmsum tækjum sem köllum radiómælir. Radiómælir bestur af detektari sem breytir rafmagnsgeislum í rafstraum og lesarhluta sem sýnir eða skráir strauminn.
Detektarin getur verið byggður á mismunandi grunnprincipum, eins og hitamarkaefnum (til dæmis, hitapila), ljósefnum (til dæmis, ljósdioda) eða kvantamarkaefnum (til dæmis, ljósmargfalara). Detektarin getur einnig haft mismunandi eiginleika, eins og kjarnsamþykkt, viðskiptamál, línuleiki, dynafræði, hljóðmál, spektralsvar, hornasvar og staðfesta.
Lesarhlutinn getur verið analogur eða tölugildur og getur sýnt mismunandi mælieiningar, eins og vatthöf, spennu, straum eða teljar. Lesarhlutinn getur einnig haft mismunandi eiginleika, eins og skýrslaupplausn, nákvæmni, rétthugsanlegheit, staðfesting, smáfylgni og gögnageymsla.
Nokkur dæmi um radiómæla eru:
Pyranometer: mælir heilsóluflæði (strálar átt per fermetri frá sól og himni) á lárétta yfirborð
Pyrheliometer: mælir beint sóluflæði (strálar átt per fermetri frá sól) á yfirborð sem er hornrétt á sól
Pyrgeometer: mælir langböl flæði (strálar átt per fermetri frá infraröð) á lárétta yfirborð
Radiómælir: mælir strálar átt frá hvaða upphafi eða átt
Spectroradiometer: mælir spektral átt (strálar átt per geislalengd eða tíðni) frá hvaða upphafi eða átt
Photometer: mælir ljósflæði (strálar átt veitt af manneskaauga sensibiliti) frá hvaða upphafi eða átt.
Hvernig er Strálar Átt Reiknað?
Strálar átt má reikna með ýmsum jöfnum og mödulum eftir tegund og form upphafs, efnis og taekenda. Nokkur algengar jöfnur og mödular eru:
Planck's lögmál: reiknar spektral átt svarta kroppa (idealista hlutur sem tækur upp og sendir allar geislalengdir) við gefnu hitastigi
Stefan-Boltzmann's lögmál: reiknar heildarstrálar átt svarta kroppa við gefnu hitastigi
Lambert's kosínuslögmál: reiknar strálar tækni (strálar átt per steradian) lambertian upphafs (idealista hlutur sem sendir eða endurkvæmir geislana jafnt í allar átti) við gefnu horni
Andhverfanefnareglan: reiknar strálar átak (strálar átt per fermetri) punktupphafs (idealista hlutur sem sendir geislana frá einum punkti) við gefnu fjarlægð
Beer-Lambert's lögmál: reiknar lagningu (minnkaða) strálar átt sem hún fer gegnum dreifiefni
Fresnel's jöfnur: reikna endurkvæmingu og yfirferð strálar átt sem hún komast við grense á milli tveggja efna með mismunandi bregðaskoða
Snell's lögmál: reiknar refraction (bending) strálar átt sem hún fer frá einu efni til annars með mismunandi bregðaskoða
Rayleigh scattering: reiknar scattering (omdirigering) strálar átt af partíklum sem eru minni en geislalengd geisla
Mie scattering: reiknar scattering strálar átt af partíklum sem eru jafnstór eða stærri en geislalengd geisla
Hvernig Hefur Strálar Átt Samband við Aðra Strálagreiningar- og Ljósfræðistærðir?
Strálar átt er ein af grundvallarstærðum í strálagreiningu sem má nota til að leiðra aðrar strálagreiningar- og ljósfræðistærðir. Sumar aðrar stærðir eru:
Strálar tækni: strálar átt per steradian send af punktupphafi í gefnu átt. SI-einingin er vatthöfur per steradian (W/sr).
Strálar skýring: strálar átt per steradian per fermetri send af yfirborði eða rúmi í gefnu átt. SI-einingin er vatthöfur per steradian per fermetri (W/sr/m2).
Strálar átak eða strálar átak: strálar átt per fermetri á yfirborði eða innan rúms. SI-einingin er vatthöfur per fermetri (W/m2) eða joule per fermetri (J/m2).
Strálar útskeið eða strálar útskeið: strálar átt per fermetri send af yfirborði eða innan rúms. SI-einingin er vatthöfur per fermetri (W/m2).
Strálar yfirborð: strálar útskeið plús endurkvæmist strálar átak á yfirborði. SI-einingin er vatthöfur per fermetri (W/m2).
Ljósfræðistærðir eru svipaðar við strálagreiningarstærðir, en þær eru veiddar af manneskaauga sensibiliti við mismunandi geislalengdir ljóss. Veidingarföllin er kallað ljósorteikning, og það hefur hámarks gildi 683 lm/W við 555 nm. Sumar ljósfræðistærðir eru:
Ljósflæði: strálar átt veitt af ljósorteikning. SI-einingin er ljósur (lm).
Ljóstækni: ljósflæði per steradian send af punktupphafi í gefnu átt. SI-einingin er kandela (cd).
Ljósskýring: ljósflæði per steradian per fermetri send af yfirborði eða rúmi í gefnu átt. SI-einingin er kandela per fermetri (cd/m2).
Ljósátt eða ljósátt: ljósflæði per fermetri á yfirborði eða innan rúms. SI-einingin er lux (lx) eða ljósur sekúnda per fermetri (lm·s/m2).
Ljós útskeið eða ljós útskeið: ljósflæði per fermetri send af yfirborði eða innan rúms. SI-einingin er lux (lx).
Ljós yfirborð: ljós útskeið plús endurkvæmist ljósátt á yfirborði. SI-einingin er lux (lx).
Hvað eru Eitthvað af Notkunarmöguleikum og Dæmum Strálar Átt?
Strálar átt er útilokaleg stærð fyrir margar notkunarmöguleika og dæmi sem tengjast rafmagnsgeislum. Sumir af þeim eru:
