Strumień promieniowania

Ten artykuł od 2020-10 wymaga zweryfikowania podanych informacji. Należy podać wiarygodne źródła, najlepiej w formie przypisów bibliograficznych. Część lub nawet wszystkie informacje w artykule mogą być nieprawdziwe. Jako pozbawione źródeł mogą zostać zakwestionowane i usunięte. Po wyeliminowaniu niedoskonałości należy usunąć szablon {{Dopracować}} z tego artykułu.

Strumień promieniowania, także strumień promienisty – energia niesiona przez promieniowanie przechodzące w jednostce czasu przez określoną powierzchnię. Definiuje się go w odniesieniu do fal elektromagnetycznych w tym i światła. Strumień określa się nie tylko dla promieniowania przechodzącego, lecz również dla źródła emitującego; tak zdefiniowany strumień nazywany jest energetycznym strumieniem promieniowania i jest nazywany również mocą promieniowania.

Strumień promieniowania oznaczony ${\displaystyle \Phi _{\mathrm {e} }}$ („e” od „energetyczny”, aby uniknąć pomylenia z wielkościami fotometrycznymi), określony jest wzorem

${\displaystyle \Phi _{\mathrm {e} }={\frac {\mathrm {d} Q_{\mathrm {e} }}{\mathrm {d} t}},}$

gdzie:

${\displaystyle \Phi _{\mathrm {e} }}$ – strumień promieniowania,

${\displaystyle \mathrm {d} Q_{\mathrm {e} }}$ – energia promienista wypromieniowana, odbita lub przepuszczona przez powierzchnię w czasie ${\displaystyle \mathrm {d} t.}$

Jednostką miary w układzie SI jest wat.

Strumień promieniowania można mierzyć wykorzystując efekt cieplny wywołany jego absorpcją.

Zredukowany strumień promieniowania to moc promieniowania określana przez urządzenie rejestrujące fale tylko z pewnego zakresu (selektywne), np.:

• strumień świetlny – określany według czułości oka ludzkiego,
• strumień rumieniowy – na podstawie zaczerwienienia skóry człowieka,
• strumień fotoaktywny – według działania na materiały fotograficzne.

Związki z innymi wielkościami radiometrycznymi opisuje radiometria.

Związek z wektorem Poyntinga

Można wykazać, że strumień promieniowania powierzchni to strumień wektora Poyntinga przez tę powierzchnię:

${\displaystyle \Phi _{\mathrm {e} }=\iint _{\Sigma }\mathbf {\vec {S}} \cdot \mathbf {\hat {n}} \,\mathrm {d} A=\iint _{\Sigma }|\mathbf {\vec {S}} |\cos \alpha \,\mathrm {d} A,}$

gdzie:

${\displaystyle \Sigma }$ – powierzchnia,

${\displaystyle \mathbf {\vec {S}} }$ – wektor Poyntinga,

${\displaystyle \mathbf {\hat {n}} }$ – Wektor jednostkowy (wersor) normalny tej powierzchni,

${\displaystyle A}$ – pole powierzchni,

${\displaystyle \alpha }$ – kąt między ${\displaystyle \mathbf {\hat {n}} }$ a ${\displaystyle \mathbf {\vec {S}} .}$

Jednak zamiast powyższego stosowana jest unormowana średnia czasowa wektora Poyntinga, gdyż w radiometrii jest to jedyna wielkość, którą detektory promieniowania mogą mierzyć:

${\displaystyle \Phi _{\mathrm {e} }=\iint _{\Sigma }\langle |\mathbf {\vec {S}} |\rangle \cos \alpha \,\mathrm {d} A,}$

gdzie < • > jest średnią czasową.