radianza spettrale o potere emissivo specifico o è lo stesso?
Serena
Eisberg, R. Resnick "Quantum physics of atoms, molecules, solids,
nuclei, and particles", ci si trova di fronte alla seguente
definizione di "radianza spettrale": la radianza spettrale di un
corpo
R(v, T) ( utilizzo la lettera v in luogo della lettera greca "ni" per
rappresentare la frequenza )è definita in modo che R(v, T)dv sia
uguale all'energia emessa per unità di tempo dall'unità di area del
corpo nell'intervallo di frequenze [v,v+dv] alla temperatura assoluta
T. L'unità di misura è dunque Watt/(m^3).
Questa stessa grandezza R(v,T) viene chiamata in altri testi potere
emissivo specifico o emittanza monocromatica.
Inoltre i testi per ingegneri fanno una distinzione tra potere
emissivo specifico di un corpo e sua radianza spettrale, definendo la
radianza spettrale in questo modo: energia emessa per unità di tempo,
per unità di intervallo di frequenze, per unità di angolo solido, in
una data direzione, per unità di area apparente, ossia normale alla
direzione considerata. (unità di misura Watt /steradianti *(m^3) ).
Insomma, per il Resnick: radianza= potere emissivo, in altri testi che
mi sono capitati tra le mani, si fa una distinzione tra le due
grandezze.
Chi mi chiarisce le idee?
Oppure, chi mi indica un testo affidabile dove è chiarita la relazione
tra queste grandezze radiometriche?
Ringrazio anticipatamente chi voglia rispondermi.
Saluti a tutti i lettori del newsgroup!
Serena
Daniele Fua
Su questo problema di definizioni abbiamo precedentemente discusso qui.
Come fai notare c'e' una certa confusione e, in particolare, manca un
accordo tra gli addetti ai lavori di diversi rami delle scienze. Io da
un po' di tempo cerco di convincere i colleghi ad adottare le
definizioni che ormai sono accettate da tutti (almeno spero!) i fisici
dell'atmosfera.
Intanto devo farti notare un errore nelle dimensioni che tu dai di
quantita' spettrali. Per esempio, R(v,T), comunque lo chiami, deve
avere le dimensioni di W/(m^3 Hz). [I watt hanno simbolo W e per quanto
riguarda gli Hz vedi un thread da queste parti!]
Ecco le definizioni che io "propugno".
Irradianza spettrale: energia uscente (incidente), nell'unita' di tempo,
dall'unita' di superficie, nel semispazio, nell'unita' di frequenza (o
di lunghezza d'onda o di numero d'onda). E' TUTTA la potenza uscente o
incidente su/da una faccia di quella che viene anche definita una
superficie opaca perche' NON viene considerata come una "finestra
passante", per unita' di sup. etc etc. Dimensioni nel SI: W m^(-2) s
(watt, per metriquadrati, secondi)
Radianza spettrale: energia uscente (incidente), nell'unita' di tempo,
dall'unita' di superficie, nell'unita' di angolo solido attorno alla
perpendicolare alla superficie, nell'unita' di frequenza (o ...).
Dimensioni nel SI: W m^(-2) s sr^(-1) (watt, per metriquadrati, secondi,
per steradianti)
Faccio notare che "unita' di qualcosa" puo' creare confusione perche'
non significa "qualcosa unitaria" ma implica un passaggio al limite per
quel qualcosa che tende a zero.
Esistono due formule (una l'inversa dell'altra, ovviamente ma non tanto)
che legano le quantita' definite sopra ma te le risparmio.
Daniele Fua
UniRomaUno
Serena
Daniele Fua ha scritto:
> Su questo problema di definizioni abbiamo precedentemente discusso qui
Non sono riuscita a trovare il thread. Qualcuno se ne ricorda il
titolo?
> Intanto devo farti notare un errore nelle dimensioni che tu dai di
> quantita' spettrali. Per esempio, R(v,T), comunque lo chiami, deve
> avere le dimensioni di W/(m^3 Hz). [I watt hanno simbolo W e per quanto
> riguarda gli Hz vedi un thread da queste parti!]
Ha ragione, in realtà me ne sono accorta subito dopo averlo scritto:
il fatto è che, pur avendo dato la definizione di radianza spettrale
(secondo il Resnick!) riferendomi all'unità di frequenza, mentre
scrivevo l'unità di misura ho pensato all'unità di lunghezza d'onda
anziché all'unità di frequenza.
> Ecco le definizioni che io "propugno".
>
> Irradianza spettrale: energia uscente (incidente), nell'unita' di tempo,
> dall'unita' di superficie, nel semispazio, (o
> di lunghezza d'onda o di numero d'onda). E' TUTTA la potenza uscente o
> incidente su/da una faccia di quella che viene anche definita una
> superficie opaca perche' NON viene considerata come una "finestra
> passante", per unita' di sup. etc etc. Dimensioni nel SI: W m^(-2) s
> (watt, per metriquadrati, secondi)
>
> Radianza spettrale: energia uscente (incidente), nell'unita' di tempo,
> dall'unita' di superficie, nell'unita' di angolo solido attorno alla
> perpendicolare alla superficie, nell'unita' di frequenza (o ...).
> Dimensioni nel SI: W m^(-2) s sr^(-1) (watt, per metriquadrati, secondi,
> per steradianti)
Dunque sulla radianza spettrale lei e Eisberg- Resnick non siete
d'accordo. :-)
La ringrazio molto di queste definizioni, ma temo che a livello di
laurea triennale, negli esami di introduzione alla meccanica
quantistica o alla struttura della materia, quando si parla del corpo
nero si faccia molta confusione su queste grandezze che non vengono
ben definite e la colpa è anche dei libri ( su nessun libro da me
consultato di meccanica quantistica o struttura della materia ho
trovato definizioni come le sue).
Una domanda: la grandezza che io ho chiamato potere emissivo specifico
o spettrale o monocromatico ( energia emessa per unità di tempo
dall'unità di area del corpo nell'unita' di frequenza alla temperatura
assoluta T [W m^(-2) s] ) che poi è la grandezza che tutti i libri di
introduzione alla meccanica quantistica utilizzano quando parlano di
corpo nero (assieme alla densità di energia elettromagnetica u(v,T),
cui è legata dalla relazione R(v,T)=(c/4)u(v,T) ) che legame ha con le
grandezze da lei definite? Quello che io chiamo potere emissivo
spettrale è un'irradianza emessa spettrale?
Infine, mi consiglia un libro da cui studiare il corpo nero, che non
"bestemmi" sulle grandezze radiometriche?
Saluti
Serena
Elio Fabri
> Su questo problema di definizioni abbiamo precedentemente discusso
Ne sono sicuro, ma non ricordo proprio niente...
> Come fai notare c'e' una certa confusione e, in particolare, manca un
> accordo tra gli addetti ai lavori di diversi rami delle scienze.
Pero' dovrebero esistere delle raccomandazioni ISO, IUPAP...
Se Serena cercasse in Google con chiavi IUPAP + radiance penso che
troverebbe qualcosa.
Serena ha scritto:
> Non sono riuscita a trovare il thread. Qualcuno se ne ricorda il
> titolo?
Come avrai letto, non sono in grado di ricordare.
Pero' ti ho dato un altro suggerimento.
> Infine, mi consiglia un libro da cui studiare il corpo nero, che non
> "bestemmi" sulle grandezze radiometriche?
Beh, pero' io darei piu' peso a come e' trattata la fisica ;-)
--
Elio Fabri
Serena
> Beh, pero' io darei piu' peso a come e' trattata la fisica ;-)
Già, anche lei ha ragione, prof. Fabri! Il corpo nero come è tattato
sull'Eisberg- Resnick non mi piace per niente! Qualcuno ha da
suggerirmi un testo più profondo?
Saluti
Serena
Daniele Fua
> ... Qualcuno ha da
> suggerirmi un testo più profondo?
>
> Saluti
>
> Serena
prova:
http://g24ux.phys.uniroma1.it/didattica/dispense/4_radiazione.pdf
E' tutt'altro che un "testo fondamentale" ma forse puo' contribuire a
chiarirti qualche concetto.
Daniele Fua'
UniRomaUno