Radiometrija

Radiometrija obuhvata skup tehnika za mjerenje elektromagnetnog zračenja, uključujući i vidljivi dio spektra. Radiometrijske tehnike i optika obilježavaju snagu i prostor distribucije zračenja, za razliku od fotometrijskih tehnika, koje karakterizira međudejstvo svjetlosti sa ljudskim okom.

Radiometrija se razlikuje od kvantnih tehnika kao što je brojanje fotona. Upotreba radiometara za određivanje temperature objekata i plinova mjerenjem tokova zračenja naziva se pirometrija. Ručni pirometarski uređaji su često reklamirani kao infracrveni termometri.

Radiometrija je važna u astronomiji, a posebno radioastronomiji i ima značajnu ulogu u daljinskom otkrivanju na Zemlji. Tehnike mjerenja u kategoriji radiometrije u optici nazivaju se fotometrija u nekim astronomskim aplikacijama, što je suprotno korištenjenju naziva u samoj optici.

Spektroradiometrija je mjerenje apsolutnih radiometrijskih količina uskih snopova talasnih dužina

Radiometrijske količine

Radiometrijske veličine i mjerne jedinice SI sistema

Veličina		Mjerna jedinica		Napomena
naziv	znak	naziv	znak
Tok zračenja	Φ	vat	W (J/s)	naziva se i radijacijski fluks
Jačina zračenja	I	vat po steradijanu	W/sr	naziva se i radijacijski intenzitet
Radijacija	E	vat po kvadratnom metru	W/m2	naziva se i iradijancija
Radijacija	H	džul po kvadratnom metru	J/m2	naziva se i ekspozicija

Integralne i spektarske radiometrijske količine

Integralnim količinama (kao radijanski tok) opisuje se ukupan učinak zračenja svih talasnih dužina ili frekvencija, datih spektarskih količina (kao što je spektarska snaga) koje opisuju učinak zračenja jedne talasne dužine λ ili frekvencija ν. Za svaku sastavnu količinu postoje odgovarajuće spektarske količine, protok (fluks) zračenja Φ_e odgovara snazi spektra od Φ_e,λ i Φ_e,ν. Za dobijanje spektarskih sastavnih količina potrebna je granica tranzicije. To dolazi od ideje da vjerovatnoća, postojanost i talasne dužine fotona iznosi nula. Taj odnos između njih, pomoću fluksa zračenja pokazuje primjer:

Integralni protok, čija jedinica je W:

$\Phi _{\mathrm {e} }.$

Spektarni fluks, preko talasne dužine, čija jedinica je W/m:

$\Phi _{\mathrm {e} ,\lambda }={\mathrm {d} \Phi _{\mathrm {e} } \over \mathrm {d} \lambda },$

gdje

• $\mathrm {d} \Phi _{\mathrm {e} }$ = radijantni protok radijacije u malom intervalu talasne dužine [λ, λ + dλ].

Područje pod podlogom sa talasnom dužinom horizontalne osi jednaka je ukupnom protoku zračenja. Spektarski protok preko frekvencije, čija jedinica je W/Hz:

$\Phi _{\mathrm {e} ,\nu }={\mathrm {d} \Phi _{\mathrm {e} } \over \mathrm {d} \nu },$

gdje

• $\mathrm {d} \Phi _{\mathrm {e} }$ = radijantni protok radijacije u malom intervalu frekvencije [ν, ν + dν].

Područje ispod dna frekvencije horizontalne ose jednako je ukupnom radijantnom protoku.

Spektarski protok pomnožen sa talasnom dužinom ili frekvencijom, čije mjera je W, tj. isti kao integralni kvantitet:

$\lambda \Phi _{\mathrm {e} ,\lambda }=\nu \Phi _{\mathrm {e} ,\nu }.$

Područje ispod osnove logaritamske talasne dužine ili frekvencije horizontalne ose jednako je ukupnom radijantnom protoku.

Spektarska količina, preko talasne dužine λ i frekvencije ν vezane su za odnos prema jednadžbi za brzinu svjetlosti c:

$\Phi _{\mathrm {e} ,\lambda }={c \over \lambda ^{2}}\Phi _{\mathrm {e} ,\nu },$

$\Phi _{\mathrm {e} ,\nu }={c \over \nu ^{2}}\Phi _{\mathrm {e} ,\lambda },$

$\lambda ={c \over \nu }.$

Integralna količina može se dobiti preko spektarskog međudejstva količine:

$\Phi _{\mathrm {e} }=\int _{0}^{\infty }\Phi _{\mathrm {e} ,\lambda }\,\mathrm {d} \lambda =\int _{0}^{\infty }\Phi _{\mathrm {e} ,\nu }\,\mathrm {d} \nu =\int _{0}^{\infty }\lambda \Phi _{\mathrm {e} ,\lambda }\,\mathrm {d} \ln \lambda =\int _{0}^{\infty }\nu \Phi _{\mathrm {e} ,\nu }\,\mathrm {d} \ln \nu .$

Također pogledajte

• Reflektivnost
• Talasna dužina

Vanjski linkovi

• Radiometry and photometry FAQ Professor Jim Palmer's Radiometry FAQ page (The University of Arizona College of Optical Sciences).