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放射発散度について

放射発散度について

📌 主なポイント

  • ✓放射発散度は放射源表面の放射エネルギーの強度を表す物理量である。
  • ✓SI単位はワット毎平方メートル(W m^-2)である。
  • ✓放射照度が照射対象の指標であるのに対し、放射発散度は放射源の指標である。

放射発散度(ほうしゃはっさんど、英: radiant emittance、radiant exitance)は、放射源表面の放射エネルギーの強度、すなわち時間・面積毎のエネルギー量を表す物理量である。国際単位系(SI)における単位は、ワット毎平方メートル(記号: W m-2)。

物理学のイメージ
物理学のイメージ

放射照度と同じ単位を持つが、放射照度は照射される対象の指標であり、放射発散度は放射源の指標である。

放射量に関する図解
放射量に関する図解

定義

放射源の表面上の微小な表面積 dS から射出される放射束を \u0394\u0328\u0363\u0355\u0338\u0300\u0308\u0307\u0301\u0310\u0302\u0304\u0306\u0305\u0309\u030A\u030B\u030C\u0322\u0327\u0328\u0329\u032A\u032B\u032C\u032D\u032E\u032F\u0330\u0331\u0332\u0333\u0334\u0335\u0336\u0337\u0338\u0339\u033A\u033B\u033C\u033D\u033E\u033F\u0340\u0341\u0342\u0343\u0344\u0345\u0346\u0347\u0348\u0349\u034A\u034B\u034C\u034D\u034E\u034F\u0350\u0351\u0352\u0353\u0354\u0356\u0357\u0358\u0359\u035A\u035B\u035C\u035D\u035E\u035F\u0360\u0361\u0362ix とするとき、放射発散度は次のように定義される。

放射発散度の計算式
放射発散度の計算式

他の放射量との関係

放射源が照射された電磁波を反射する反射面である場合、放射照度を E、反射率を \u0394\u0328\u0363\u0355\u0338\u0300\u0308\u0307\u0301\u0310\u0302\u0304\u0306\u0305\u0309\u030A\u030B\u030C\u0322\u0327\u0328\u0329\u032A\u032B\u032C\u032D\u032E\u032F\u0330\u0331\u0332\u0333\u0334\u0335\u0336\u0337\u0338\u0339\u033A\u033B\u033C\u033D\u033E\u033F\u0340\u0341\u0342\u0343\u0344\u0345\u0346\u0347\u0348\u0349\u034A\u034B\u034C\u034D\u034E\u034F\u0350\u0351\u0352\u0353\u0354\u0356\u0357\u0358\u0359\u035A\u035B\u035C\u035D\u035E\u035F\u0360\u0361\u0362 として表すことができる。

反射面における放射発散度の関係式
反射面における放射発散度の関係式

また、背面からの照射を透過する透過面である場合、透過率を \u0394\u0328\u0363\u0355\u0338\u0300\u0308\u0307\u0301\u0310\u0302\u0304\u0306\u0305\u0309\u030A\u030B\u030C\u0322\u0327\u0328\u0329\u032A\u032B\u032C\u032D\u032E\u032F\u0330\u0331\u0332\u0333\u0334\u0335\u0336\u0337\u0338\u0339\u033A\u033B\u033C\u033D\u033E\u033F\u0340\u0341\u0342\u0343\u0344\u0345\u0346\u0347\u0348\u0349\u034A\u034B\u034C\u034D\u034E\u034F\u0350\u0351\u0352\u0353\u0354\u0356\u0357\u0358\u0359\u035A\u035B\u035C\u035D\u035E\u035F\u0360\u0361\u0362 として計算される。

透過面における関係式
透過面における関係式

放射源の表面上の点から特定の方向への放射輝度を用いることで積分表現が可能である。

積分による放射発散度の表現
積分による放射発散度の表現
方向余弦の関係式
方向余弦の関係式

よくある質問

放射発散度の単位は何ですか?
国際単位系(SI)における単位はワット毎平方メートル(W m^-2)です。
放射発散度と放射照度の違いは何ですか?
放射発散度が放射源の指標であるのに対し、放射照度は照射される対象の指標という違いがあります。

参考文献