電磁放射を測定する技術
測光量と放射量の比較 放射測定法は、 可視光 を含む 電磁放射 を測定する ための一連の技術です 。 光学における放射測定法は、空間における放射の パワー の分布を特徴づけます が、 光測定 法は人間の目と光の相互作用を特徴づけます。放射測定法と光測定法の基本的な違いは、放射測定法では光放射スペクトル全体が得られるのに対し、光測定法は可視スペクトルに限定されることです。放射測定法は、 光子 計数などの 量子 技術とは異なります。
放射計を 使用して 放射束を測定し、物体や気体の温度を測定することを 高温測定法 といいます。携帯型高温計は、 赤外線温度計 として販売されることが多いです。
放射測定は天文学 、特に 電波天文学 において重要であり 、 地球リモートセンシングにおいて重要な役割を果たします。光学において 放射測定 に分類される測定技術は、光学用語の用法とは逆に、一部の天文学アプリケーションでは 測光法 と呼ばれます 。
分光放射測定法は 、狭い波長帯域における絶対放射量の測定である。 [1]
放射量
^ 標準化団体は、測光量や 光子 量との混同を避けるために、放射 量を 接尾辞「e」（「エネルギー」の意）で表記することを推奨しています 。 ^ abcde 時々使用される代替記号:放射エネルギーの場合は W または E 、 放射束の場合は P または F 、放射照度の場合は I 、 放射出射度の場合は W。 ^ abcdefg単位 周波数 あたりのスペクトル量は接尾辞「 ν 」（ギリシャ文字の nu 、測光量を示す文字「v」と混同しないように） で表されます。 ^ abcdefg単位 波長 あたりに与えられるスペクトル量は接尾辞「 λ 」で表されます 。 ^ ab方向量は接尾辞「 Ω 」で表されます 。
積分およびスペクトル放射量 積分量（ 放射束 など）はすべての 波長 または 周波数 の放射の総効果を記述します が、 スペクトル 量（ スペクトルパワー など）は単一の波長 λ または周波数 ν の放射の効果を記述します。各 積分量 には、積分量を対象とする周波数または波長の範囲で割った商として定義される対応する スペクトル量 があります。 [2] たとえば、放射束 Φ e は 、スペクトルパワー Φ e, λ および Φ e, ν に対応します。
積分量のスペクトル対応物を得るには、 極限遷移が必要です。これは、正確に要求された波長の 光子の 存在確率がゼロであるという考えから来ています 。放射束を例にして、それらの関係を示してみましょう。
積分フラックス（単位は W） ：
波長によるスペクトルフラックス（単位は W/ m） ：
ここでは、 小さな波長間隔における放射の放射フラックスです 。波長を水平軸とするプロットの下の領域は、総放射フラックスに等しくなります。
Φ
e
。
{\displaystyle \Phi _{\mathrm {e} }.}
Φ
e
、 λ
=
d
Φ
e
d λ
、
{\displaystyle \Phi _{\mathrm {e} ,\lambda }={d\Phi _{\mathrm {e} } \over d\lambda },}
d
Φ
e
{\displaystyle d\Phi _{\mathrm {e} }}
[ λ −
d λ
2
、 λ +
d λ
2
]
{\displaystyle [\lambda -{d\lambda \over 2},\lambda +{d\lambda \over 2}]}
周波数によるスペクトルフラックス（単位は W/ Hz） :
ここで、 小さな周波数間隔における放射の放射フラックスです 。周波数を水平軸とするプロットの下の領域は、総放射フラックスに等しくなります。
Φ
e
、 ν
=
d
Φ
e
d ν
、
{\displaystyle \Phi _{\mathrm {e} ,\nu }={d\Phi _{\mathrm {e} } \over d\nu },}
d
Φ
e
{\displaystyle d\Phi _{\mathrm {e} }}
[ ν −
d ν
2
、 ν +
d ν
2
]
{\displaystyle [\nu -{d\nu \over 2},\nu +{d\nu \over 2}]}
波長λ と周波数 ν によるスペクトル量は 互いに関連しており、2 つの変数の積は 光速 ( ) となる。
λ ⋅ ν = c
{\displaystyle \lambda \cdot \nu =c}
Φ
e
、 λ
=
c
λ
2
Φ
e
、 ν
、
{\displaystyle \Phi _{\mathrm {e} ,\lambda }={c \over \lambda ^{2}}\Phi _{\mathrm {e} ,\nu },}
または または
Φ
e
、 ν
=
c
ν
2
Φ
e
、 λ
、
{\displaystyle \Phi _{\mathrm {e} ,\nu }={c \over \nu ^{2}}\Phi _{\mathrm {e} ,\lambda },}
λ
Φ
e
、 λ
= ν
Φ
e
、 ν
。
{\displaystyle \lambda \Phi _{\mathrm {e} ,\lambda }=\nu \Phi _{\mathrm {e} ,\nu }.}
積分量はスペクトル量の積分によって得られます。
Φ
e
=
∫
0
∞
Φ
e
、 λ
d λ =
∫
0
∞
Φ
e
、 ν
d ν =
∫
0
∞
λ
Φ
e
、 λ
d 行 λ =
∫
0
∞
ν
Φ
e
、 ν
d 行 ν 。
{\displaystyle \Phi _{\mathrm {e} }=\int _{0}^{\infty }\Phi _{\mathrm {e} ,\lambda }\,d\lambda =\int _{0} ^{\infty }\Phi _{\mathrm {e} ,\nu }\,d\nu =\int _{0}^{\infty }\lambda \Phi _{\mathrm {e} ,\lambda } \,d\ln \lambda =\int _{0}^{\infty }\nu \Phi _{\mathrm {e} ,\nu }\,d\ln \nu .}
参照
参考文献
^ レスリー・D・ストロベル＆リチャード・D・ザキア（1993年）。 フォーカル写真百科事典 （第3版）。 フォーカル・ プレス 。p.115。ISBN 0-240-51417-3 . 分光放射測定法 焦点写真百科事典。 ^ 「ISO 80000-7:2019 - 量と単位、パート7：光と放射線」。ISO 。 2013年8月20日。 2023年12月9日 閲覧 。
外部リンク 放射測定と測光に関する FAQ Jim Palmer 教授の放射測定に関する FAQ ページ (アリゾナ大学光学科学学部)。
![{\displaystyle [\lambda -{d\lambda \over 2},\lambda +{d\lambda \over 2}]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5fca82236d8daf8aafa3c3be32bf083e057969b5)
![{\displaystyle [\nu -{d\nu \over 2},\nu +{d\nu \over 2}]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b421c8ca16c6f168ee275d935afa4bd21da33666)
