Hustota energie záření

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání

Hustota energie záření je radiometrická veličina vyjadřující množství zářivé energie v jednotkovém objemu v daném místě a čase. Oním zářením může být elektromagnetické záření, ale i jakýkoli jiný druh vlnění.[1] Veličina se obvykle značí w nebo \rho[2] a její jednotkou je joule na metr krychlový (J/m3).

Definuje se vztahem

w = \frac{\mathrm{d}W}{\mathrm{d}V},[1]

kde

w je hustota energie záření,
W je množství zářivé energie v určitém objemu,
V je objem.

Souvislost s ostatními radiometrickými veličinami[editovat | editovat zdroj]

Protože záření vždy přenáší energii,[1] je užitečné se ptát, jak rychle tento přenos probíhá. Jestliže všechno záření v daném místě přichází z jednoho směru, pak zářivý tok jednotkovou plochou kolmou ke směru šíření vyjadřuje intenzita záření, pro kterou platí

I_\mathrm{e} = c w,[1]

kde

I_\mathrm{e} je intenzita záření (tj. zářivý tok na jednotku plochy),
c je rychlost světla (obecně rychlost šíření záření),
w je hustota energie záření.


Přichází-li záření naopak rovnoměrně ze všech směrů, jako je tomu například uvnitř dutiny v termodynamické rovnováze, potom přenos energie nejlépe vystihuje veličina zář L_\mathrm{e} (tj. zářivý tok jednotkou plochy na jednotku prostorového úhlu), pro kterou platí

L_\mathrm{e} = \frac{c}{4\pi} w.[3]

Intenzita vyzařování malým otvorem z takové dutiny pak je M_\mathrm{e} = \pi L_\mathrm{e}.[4] Těchto vztahů se využívá například při odvození popisu záření absolutně černého tělesa.

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. a b c d Karel Rusňák. Přenos energie elektromagnetickým vlněním. Katedra fyziky, Fakulta aplikovaných věd, Západočeská univerzita v Plzni. 2005-11. Navštíveno 2013-10-06
  2. IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Radiant energy density. Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). XML on-line corrected version (2006-) created by M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; updates compiled by A. Jenkins. ISBN 0-9678550-9-8. doi:10.1351/goldbook.R05040. Last update: 2012-08-19; version: 2.3.2. Navštíveno 2013-10-07.
  3. Max Plack. The Theory of Heat Radiation. Rovnice 21. 1914.
  4. Max Plack. The Theory of Heat Radiation. Rovnice 7. 1914.