Плотность потока энергии (Hlkmukvm, hkmktg zuyjinn)

Плотность потока энергии
$J={\frac {d^{2}W}{dt\,dS}}$
Размерность	MT−3
Единицы измерения
СИ	Вт/м2
СГС	эрг·с−1·см-2
Примечания
скалярная величина

Пло́тность пото́ка эне́ргии — физическая величина, численно равная потоку энергии через малую площадку, перпендикулярную направлению потока, делённому на площадь этой площадки:

$J={\frac {d^{2}W}{dt\,dS}}$.

В СИ измеряется в Вт/м².

Нередко вводят также вектор плотности потока энергии (так называемый вектор Умова)

${\vec {J}}={\frac {d^{2}W}{dt\,dS}}\,{\vec {e}}_{W}$,

величина которого равна плотности потока энергии, а направление совпадает с направлением переноса энергии (${\vec {e}}_{W}$ — единичный вектор в этом направлении). В электродинамике вектор плотности потока электромагнитной энергии носит название вектора Пойнтинга.

Плотность потока энергии, усреднённая по достаточно большому промежутку времени или (для периодического процесса) по периоду,

$I={\frac {1}{T}}\int \limits _{0}^{T}J(t)dt={\frac {1}{T}}\int \limits _{0}^{T}{\frac {d^{2}W}{dt\,dS}}\,dt={\frac {1}{T}}\int \limits _{0}^{T}{\frac {dP}{dS}}\,dt$,

часто называется интенсивностью. Здесь $0\ldots T$ — промежуток времени усреднения, $dS$ — площадка, через которую переносится энергия, $P$ — переносимая мощность.

Также имеется понятие спектральной плотности потока энергии — плотности потока энергии в узком интервале частот $\nu$ или длин волн $\lambda$, отнесённой к величине интервала:

${\vec {J}}_{\nu }(\nu )={\frac {d^{3}W}{dt\,dS\,d\nu }}\,{\vec {e}}_{W}\,\,$ или $\,\,{\vec {J}}_{\lambda }(\lambda )={\frac {d^{3}W}{dt\,dS\,d\lambda }}\,{\vec {e}}_{W}$

с размерностью соответственно Вт/м²Гц или Вт/м²м.

Связь с фотометрическими величинами

Понятия «поток энергии» и «плотность потока энергии» используются применительно к произвольному виду энергии. Если речь идёт об энергии, переносимой оптическим излучением, то в фотометрии вместо термина «поток энергии» используют эквивалентный для такого случая термин «поток излучения». Что касается термина «плотность потока энергии», то в фотометрии наряду с этим понятием используются имеющие ту же размерность и близкий физический смысл понятия «облучённость» (энергетическая освещённость) и «энергетическая светимость». «Облучённость» отличается от плотности потока энергии тем, что относится только к оптическому излучению и представляет собой поток энергии, падающий на произвольно ориентированную малую площадку, отнесённый к площади этой площадки. «Энергетическая светимость» отличается от плотности потока энергии тем, что относится только к оптическому излучению и представляет собой поток энергии, излучаемый произвольно ориентированной малой площадкой, отнесённый к площади этой площадки.

См. также

• Плотность потока
• Плотность энергии
• Поток энергии