In radiometria e fotometria, alcune delle quantità utilizzate sono quantità spettrali, che generalmente dipendono dalla frequenza ottica o dalla lunghezza d’onda.Alcuni di essi sono semplicemente proprietà dipendenti dalla frequenza di materiali o oggetti, come una riflettanza, trasmittanza o assorbanza.Altri descrivono la distribuzione ad esempio di un flusso radiante su diverse frequenze ottiche o lunghezze d’onda.I loro simboli spesso contengono ” ν “(per la frequenza ottica) o” λ ” (per la lunghezza d’onda) nel pedice.
Ad esempio, il flusso spettrale Φe, ν è il flusso radiante Φe per (infinitesimale piccolo) integrale di frequenza unitaria in unità fondamentali di W / Hz; allo stesso modo Φe, λ è il flusso radiante per intervallo di lunghezza d’onda unitaria in unità di W / m.
Alcuni esempi importanti di tali quantità:
| Quantità | Simbolo | Unità | Commento |
|---|---|---|---|
| spettrale del flusso | Φe,ν Φe,λ |
W/Hz W/nm |
flusso radiante per unità di frequenza o lunghezza d’onda |
| spettrale intensità | Ie,Ω,ν Ie,Ω,λ |
W sr−1 Hz−1 W sr−1 nm−1 |
intensità radiante per unità di frequenza o lunghezza d’onda |
| radianza spettrale | Le,Ω,ν Le,Ω,λ |
W sr−1 m−2 Hz−1 W sr−1 m−2 nm−1 |
luminosità per unità di frequenza o lunghezza d’onda |
| irradianza spettrale | Ee,ν Ee,λ |
W m−2 Hz−1 W m−2 nm−1 |
irradianza per unità di frequenza o lunghezza d’onda |
| spettrale radiosity | Je,ν Je,λ |
W m−2 Hz−1 W m−2 nm−1 |
radiosity per unità di frequenza o lunghezza d’onda |
| spettrale exitance | Me,ν Me,λ; |
W m−2 Hz−1 W m−2 nm−1 |
radiante exitance per unità di frequenza o lunghezza d’onda |
| spettrale di esposizione | Egli,ν Egli,λ |
J m−2 Hz−1 J m−2 nm−1 |
esposizione radiante per unità di frequenza o lunghezza d’onda |
| spettrale del flusso luminoso | Φv,ν Φv,λ |
lm Hz−1 lm, nm−1 |
flusso luminoso per unità di frequenza o lunghezza d’onda |
| spettrale intensità luminosa | Iv,ν Iv,λ |
cd Hz−1 cd nm−1 |
intensità luminosa per unità di frequenza o lunghezza d’onda |
| spettrale di illuminamento | Ev,ν Ev,λ |
lx Hz−1 lx nm−1 |
illuminamento per unità di frequenza o lunghezza d’onda |
(Il pedice “e” stand per l’energia, indicando radiometrica per la quantità, mentre la “v” sta per “visione”, per indicare grandezze fotometriche.)
Mediante l’integrazione di tali quantità su tutte le frequenze ottiche o lunghezze d’onda, rispettivamente, si ottengono le corrispondenti quantità integrali.Ad esempio, il flusso radiante è uguale al flusso spettrale integrato in frequenza o lunghezza d’onda.
Nella maggior parte dei casi, le distribuzioni spettrali derivano da processi statistici.Un’eccezione notevole è la generazione o impulsi ultracorti con laser mode-locked, che è un processo altamente deterministico.Qui, gli spettri ottici possono essere calcolati dalle densità spettrali di potenza delle ampiezze di campo.
Conversione tra quantità spettrali correlate alla frequenza e alla lunghezza d’onda
Si noti che non è corretto,ad esempio, integrare Φe, ν (una quantità riferita alle frequenze ottiche) su tutte le lunghezze d’onda, semplicemente usando l’argomento ν = c / λ.Anche le unità risultanti non sarebbero corrette.Bisogna anche prendere in considerazione la conversione dalla frequenza alla lunghezza d’onda intervals.As possiamo calcolare il flusso radiante integrato come
dobbiamo concludere che
dove il fattore di conversione dipende dalla lunghezza d’onda.
Una conseguenza di ciò è che la posizione di picco di una quantità spettrale in termini di frequenza ottica non è generalmente d’accordo con c diviso per la lunghezza d’onda di picco, calcolata dalla corrispondente quantità correlata alla lunghezza d’onda.Nei casi con ampie distribuzioni spettrali – ad esempio, lo spettro della radiazione del corpo nero -, ciò può fare una differenza sostanziale.
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Vedi anche: radiometria, fotometria, di spettro ottici, spettrale fase, densità spettrale di potenza
e altri articoli nella categoria luce di rilevamento e caratterizzazione
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