Основные характеристики теплового излучения – пространственные и угловые распределения

Излучение – совокупность электромагнитных волн и фотонов различной частоты, распространяющихся в пространстве или физических средах и взаимодействующих с веществом в различных формах.

Различают:

1) излучение как форму переноса энергии (radiation);

2) излучение как эквивалент термину «испускание» (emission).

Тепловое излучение – электромагнитное излучение, энергия которого получена за счет возбуждения теплового движения атомов, молекул и других частиц вещества.

Энергия теплового излучения, Дж:

Поток излучения – количество энергии переносимой излучением за единицу времени, Вт:

Поверхностная плотность потока излучения – поток излучения через единицу поверхности по всем направлениям, Вт/м²:

Энергетическая светимость – плотность исходящего потока – сумма собственного потока, исходящего потока и отраженного потока.

Энергетическая облученность – плотность падающего потока.

Поверхностная плотность энергии H – энергия излучения, приходящаяся на единицу поверхности тела.

Телесный угол ω – часть пространства, ограниченная конической поверхностью с вершиной в точке излучающей, поглощающей, отражающей или рассеивающей излучение в эту часть пространства.

Стерадиан – угол, образующая которого вырезает на поверхности сферы с О в вершине угла площадь, равную радиусу сферы в квадрате.

Угловая плотность потока излучения – величина потока в данном направлении в пределах элементарного телесного угла Вт/ср:

Интенсивность – отношение поверхностной плотности потока излучения в заданном направлении к величине элементарного телесного угла, Вт/м²:

Плотность распределения по углу потока с единичной площади:

Энергетическая яркость – поток излучения в заданном направлении в пределах , отнесенный к величине угла и к элементарной площадке, перпендикулярной этому направлению, Вт/ср∙м²:

Спектральная интенсивность излучения  – количество световой энергии в спектральном интервале , которая в единицу времени проходит через единичную площадку, помещенную в точку  перпендикулярно направлениям движения квантов, распространяющихся в элементе  телесного угла около вектора , Вт/ср∙Гц.

Спектральная плотность излучения – энергия фотонов, находящихся в единичном объеме пространства в окрестностях точки  в момент t, Вт/м:

Спектральный поток энергии излучения:

Спектральная излучательная способность  – мощность излучения, испускаемого спонтанно в единичный телесный угол на частоте  в единице объема в окрестностях точки , Вт/м³. Обычно излучающие частицы ориентированы хаотично и используют не зависящую от направления излучательную способность:

Полные интенсивность, плотность, поток энергии излучения и излучательная способность определяются интегрированием по спектру.