Поток излучения

В фотометрии поток излучения определяется как отношение энергии, переносимой электромагнитным излучением через какую-либо поверхность, ко времени переноса, значительно превышающему период электромагнитных колебаний. Характеризует среднюю по времени мощность излучения; измеряется в ваттах (Вт). Поток излучения – исходное понятие для определения энергетических фотометрических величин. Например, поверхностная плотность потока излучения (поток излучения через единицу площади поверхности) есть энергетическая освещённость, измеряемая в Вт/м² , а отношение потока излучения к величине телесного угла, внутри которого распространяется излучение, есть энергетическая сила света (сила излучения), измеряемая в Вт/ср.

В астрофотометрии поток излучения ${\displaystyle F_{\nu }}$ определяется как отношение энергии, переносимой излучением за единицу времени через площадку единичной площади в единичном интервале частот. Единицей измерения потока излучения является Вт/(м² ∙ Гц) или эрг/(см² ∙ с ∙ Гц). В радиоастрономии применяется единица янский (Ян): 1 Ян = 10^–26 Вт/(м² ∙ Гц). Иногда используют интегральный (проинтегрированный по всем частотам или по некоторому интервалу частот) поток излучения ${\displaystyle F=\int {F_{\nu }\,d\nu }}$, а величину ${\displaystyle F_{\nu }}$ называют спектральной плотностью потока. Единицей измерения интегрального потока является Вт/м² или эрг/(см² ∙ с).

Если излучение проходит через площадку в разных направлениях, то поток этого излучения ${\displaystyle F_{\nu }}$ через площадку связан с интенсивностью излучения ${\displaystyle I_{\nu }}$ следующим соотношением:

${\displaystyle F_{\nu }=\int \limits _{4\pi }{I_{\nu }\left(\theta ,\varphi \right)\cos {\theta }\,d\Omega }\,}$,

где ${\displaystyle \theta }$ и ${\displaystyle \varphi }$ – углы, характеризующие направление распространения излучения в сферической системе координат (${\displaystyle \theta }$ – угол между нормалью к площадке в данной точке и направлением распространения излучения, ${\displaystyle \varphi }$ – азимутальный угол); ${\displaystyle d\Omega }$ – бесконечно малый элемент телесного угла ${\displaystyle (d\Omega =\sin {\theta }\,d\theta \,d\varphi )}$; ${\displaystyle I_{\nu }(\theta ,\varphi )}$ – интенсивность излучения в единичном интервале частот, проходящего через площадку в телесном угле ${\displaystyle d\Omega }$ в определённом направлении; интегрирование производится по всем направлениям с обеих сторон площадки. Если интегрирование производится только по направлениям, расположенным с одной стороны площадки, то данный интеграл равен энергетической освещённости. Поток излучения равен разности энергетической освещённостей единичной площадки с двух сторон. В поле равновесного излучения поток излучения через любую поверхность равен нулю.