Radiancja

Radiancja (także luminancja energetyczna^[1]) – termin radiometryczny określony jako strumień promieniowania na jednostkę powierzchni na jednostkę kąta bryłowego. W układzie SI jednostką radiancji jest wat na steradian na metr kwadratowy: W·sr⁻¹·m⁻².

Radiancja jest podstawową wielkością radiometryczną, a jej znajomość w każdym punkcie w przestrzeni umożliwia wyznaczenie wielu innych wielkości radiometrycznych, takich jak np. irradiancja. W pewnym uproszczeniu zdjęcie fotograficzne, wyskalowane w jednostkach radiometrycznych, daje informacje o rozkładzie radiancji w przestrzeni. Inną analogią może być obserwowanie nieba przez lunetę zbierającą światło z małego kąta bryłowego – obserwacja natężenia promieniowania (strumienia) z każdego punktu na niebie daje właśnie rozkład radiancji, w tym przypadku wartości radiancji koło słońca i nieba będą się drastycznie różnić.

Radiancja jest też wielkością obserwowaną przez satelity meteorologiczne.

Rozkład radiancji na niebie i koło słońca, dzięki obserwacji grubości optycznej i hydrometeorów, dzięki obserwacji zjawisk optycznych takich jak tęcza czy halo, może być wykorzystywany do oceny ilości i rodzaju pyłów zawieszonych.

Intuicyjnie, rozkład dochodzącej radiancji opisuje oświetlenie przedmiotu, podczas gdy własności odbiciowe przedmiotu dają informacje o rozkładzie radiancji po odbiciu od przedmiotu. Rozkłady radiancji i BRDF wykorzystywane są obecnie w wielu technikach grafiki tworzonej komputerowo – głównie w filmach, które zawierają obrazy generowane komputerowo.

W jeszcze większym przybliżeniu radiancją jest wszystko co widzimy, tylko że w jednostkach fotometrycznych.

Definicja matematyczna

Radiancja jest definiowana wzorem

${\displaystyle L={\frac {d^{2}\Phi }{dA\,d\Omega \cos \theta }}\simeq {\frac {\Phi }{\Omega A\cos \theta }},}$

gdzie:

dla małych ${\displaystyle A}$ i ${\displaystyle \Omega ,}$

${\displaystyle L}$ – radiancja (W·m⁻²·sr⁻¹),

${\displaystyle \Phi }$ – strumień promieniowania lub moc (W),

${\displaystyle \theta }$ – kąt między wektorem prostopadłym i wybranym kierunkiem,

${\displaystyle A}$ – powierzchnia (m²), i

${\displaystyle \Omega }$ – kąt bryłowy (sr).

Radiancja spektralna

Określa się także radiancję spektralną (radiancja na jednostkę długości fali oznaczana jest ${\displaystyle L_{\lambda },}$ a radiancja na jednostkę częstotliwości oznaczana jest ${\displaystyle L_{\nu }}$).

Przypisy