방사속

1. 개요

방사속은 전자기파의 에너지 흐름을 나타내는 물리량으로, 수학적으로 정의되며, SI 단위로 와트(W)를 사용한다. 방사속은 시간당 방사 에너지의 변화율로 정의되며, 분광 방사속은 주파수 또는 파장에 따른 방사속의 변화를 나타낸다. 가시광선 영역의 전자기파에 대해서는 사람의 시각적 반응을 고려한 광속 개념이 사용된다.

2. 수학적 정의

방사속은 Φ_e로 표시하며(광도 측정량과의 혼동을 피하기 위해 'e'는 "에너지"를 의미함), 단위 시간당 방사되는 에너지의 양으로 정의된다. 이는 방사 에너지(Q_e)의 시간에 대한 변화율로 나타낼 수 있다.

분광 방사속(또는 스펙트럼 방사속)은 주파수 또는 파장에 대한 방사속의 변화율을 나타낸다.

2.1. 방사속 (Radiant flux)

방사속은 Φ_e로 표시하며(광도 측정량과의 혼동을 피하기 위해 'e'는 "에너지"를 의미함), 다음과 같이 정의된다. 표면을 통과하는 에너지 흐름의 속도는 복사 주파수에서 변동하지만, 방사선 감지기는 평균 흐름 속도에만 반응한다.

2.2. 분광 방사속 (Spectral flux)

분광 방사속(또는 스펙트럼 방사속)은 주파수 또는 파장에 대한 방사속의 변화율을 나타낸다.

하위 섹션에서 이미 상세하게 다루고 있으므로, 여기서는 분광 방사속의 정의만 간략하게 제시한다.

2.2.1. 주파수에서의 스펙트럼 플럭스

Φ_e,ν로 표시되며, 다음과 같이 정의된다.

:Φ_e,ν = ∂Φ_e/∂ν

여기서 는 주파수이다.

2.2.2. 파장에서의 스펙트럼 플럭스

Spectral flux^영어는 Φ_e,λ로 표시되며, 다음과 같이 정의된다.

:Φ_e,λ = ∂Φ_e/∂λ

여기서 λ는 파장이다. 전자기파의 방사에 대해서는 파장별 방사속을 고려할 수 있다. 파장별 방사속은 분광 방사속 또는 스펙트럼 방사속이라고 불린다. 종종 가시광선 부근의 파장의 단위로 nm가 사용되므로, 이 경우 분광 방사속의 단위는 W/nm가 된다.

파장 λ의 전자기파의 분광 방사속을 Φ_λ라고 하면, 방사속은 다음과 같다.

:Φ = ∫₀^∞ Φ_λdλ

3. 전자기파의 방사

전자기파의 방사에 대해서는 파장별 방사속을 고려할 수 있다. 파장별 방사속은 분광 방사속 또는 스펙트럼 방사속이라고 불린다. 종종 가시광선 부근의 파장의 단위로 nm가 사용되므로, 이 경우 분광 방사속의 단위는 W/nm가 된다.

파장 λ^영어의 전자기파의 분광 방사속을 Φ_λ라고 하면, 방사속은 다음과 같이 표현된다.

:$\backslash Phi\; =\; \backslash int\_0^\backslash infty\; \backslash Phi\_\backslash lambda\backslash ,\; d\backslash lambda$

3.1. 측광량 (Photometry)

가시광선 영역의 전자기파 방사에 대해, 사람의 시각이 느끼는 정도(같은 에너지라도 녹색이 밝게 느껴짐)를 고려하여 파장마다 가중치를 부여함으로써, 광속이라고 불리는 심리물리량이 도입되었다. 가중치가 부여된 광속은 일률이 아니다.

파장별 가중치로 시감도를 사용하여, 광속은
:$\backslash Phi\_\backslash text\{v\}\; =\; \backslash int\_0^\backslash infty\; K\_\backslash lambda\; \backslash Phi\_\backslash lambda\backslash ,\; d\backslash lambda$
로 정의된다.
광속은 일률이 아니므로, SI에서 측광량에는 고유한 차원이 부여되어 있다.

K^영어는 제거함.

4. SI 방사 측정 단위