Iluminação energética

Iluminação energética Aparelho de laboratório equipado com controlador de irradiância. Data chave

Unidades SI	watt por metro quadrado
Dimensão	M · T -3{\ displaystyle \,}
Natureza	Tamanho escalar intensivo
Símbolo usual	Ee{\ displaystyle E _ {\ mathrm {e}}}
Link para outros tamanhos	Ev{\ displaystyle E_ {vb}} = Km{\ displaystyle K_ {m}} Ee{\ displaystyle E_ {e}}

A irradiância ou irradiância é um termo radiométrico que quantifica a potência de uma radiação eletromagnética incidindo por unidade de área perpendicular à sua direção. É a densidade superficial do fluxo de energia que chega ao ponto considerado na superfície. No Sistema Internacional de Unidades , é expresso em watts por metro quadrado (W / m 2 ou W m -2 ). A quantidade de emissão associada é a saída .

A distribuição hemisférica da irradiância recebida em um elemento de superfície é a radiância . O equivalente fotométrico da irradiância é a iluminância .

A irradiância considera apenas a energia que chega ao elemento de superfície , em oposição à energia emitida por este elemento, que é a saída .

Fotometria

Na fotometria, a iluminação comumente qualifica a potência do fluxo luminoso recebido por unidade de área. Aqui estão algumas ordens de magnitude  :

• A irradiância solar no topo da atmosfera terrestre ( constante solar ) é 1360,8  W · m -2 . Esta potência por unidade de área no solo é da ordem de 1000  W · m -2 ao meio-dia solar. O efeito de uma simples lupa atinge uma iluminação quase mil vezes maior, igual a cerca de 1  MW · m -2 ou, em uma unidade mais prática, 100  W · cm -2 . É capaz de inflamar papel fino e seco ou corpo orgânico.

• uma caneta laser comum emite um fluxo luminoso coerente de cerca de 1  mW através de uma seção circular fina de 2  mm de diâmetro. Este fluxo de fótons pode ser perigosamente focado pelo receptor eficiente da ocular do que o olho humano em um ponto de 10  um de diâmetro, que é 167 vezes a visão direta do sol .

• um bisturi a laser de CO 2 , emitindo em um comprimento de onda infravermelho de 10,6  μm , ilumina 5 a 50  mW · mm -2 , o que é suficiente para cortar uma fatia de carne aquecendo-a levemente.

Determinação

A iluminação de uma onda de luz monocromática em questão é determinada pelo seu campo elétrico por:

eu≈vsnãoε02|E|2{\ displaystyle I \ approx {\ frac {c \, n \, \ varepsilon _ {0}} {2}} | E | ^ {2}},

com:

E{\ displaystyle E}, a amplitude complexa da onda do campo elétrico; não{\ displaystyle n}, o índice de refração do meio; vs{\ displaystyle c}, a velocidade da luz no vácuo  ; ε0{\ displaystyle \ varepsilon _ {0}}, a permissividade do vácuo .

Consideramos nesta fórmula que a susceptibilidade magnética é desprezível, ou seja , onde está a susceptibilidade magnética do raio de luz. Esta aproximação é particularmente válida para uma onda no espectro visível e em um meio transparente. µr≈1{\ displaystyle \ mu _ {r} \ aprox. 1}µr{\ displaystyle \ mu _ {r}}

A irradiância também é a média do tempo da componente do vetor de Poynting perpendicular à superfície.

Referências

• (fr) Este artigo foi retirado parcial ou totalmente do artigo da Wikipedia em inglês intitulado "  Irradiance  " ( ver a lista de autores ) .

1. (em) David J. Griffiths , Introdução à eletrodinâmica , Upper Saddle River, NJ ua, Prentice-Hall,1999, 3 e  ed. ( ISBN  0-13-805326-X , leia online )

Veja também

Bibliografia

• Alain Chiron de Casinière, a radiação solar no meio ambiente da Terra , 264  p. , Ed. Publibook, 2003. ( ISBN  9782748302424 )
• Evelyn Gil, de onde vem a luz do LASER , col. As Pequenas Maçãs do Conhecimento , Le Pommier, 2006, 64  p.

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