Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
50Rozdział3
Teoriaelektromagnetyzmu,fotonyiświatło
sinc
do
całkowicie
pomijalnej
wartości9
gdzie
N!tężenieświ!tł!jestlrolorcjon!lnedokw!dr!tu
¢cos2Ȧt²
T=½.Rysunek3.18sugerujetensamwynik;
!mllitudylol!elektrycznego.Dwaalternatywnespo-
obcinamywierzchołkipowyżejliniiòiużywamyich
sobywyrażeniategosąbardzoproste.
douzupełnieniabrakującychobszarówponiżejtychli-
nii.Powystarczającodużejliczbiecyklipoleponiżej
(3.45)
krzywejf(t)podzielonejprzezT9którewynosi¢f(t)²
zbliżasiędoò.
T9
oraz
(3.46).
3.3.2.Natężenieświatła
Wśrodkuliniowego9jednorodnegoiizotropowego
dielektrykawzórnanatężenieprzybierapostać.
Kiedymówimyonilościnświatłapadającegonapewną
powierzchnię9odnosimysiędoczegoś9conazywasię
(3.47)
oświetleniem*(ang.irradiance)lubnatężeniem*
Ponieważ9jaksięprzekonaliśmy9Ejestznaczniebar-
ĺ
ijestoznaczaneprzezI-średni!energi!n!jednost-
kęlowierzchniin!jednostkęcz!su.Każdydetektor
dziejefektywnewwywieraniusiłiwykonywaniupra-
cynaładunkachniżB9więcbędziemynazywaćEpo-
ĺ
ĺ
światłamapewneokienkowejściowe9któreprzepusz-
lemoptycznym(ang.opticIl¿Hld)iużywaćprawie
czaenergięświatłaprzezpewienustalonyobszarA.
wyłącznierównania(3.46).
Zależnośćodczytuodrozmiarutegookienkajesteli-
Prędkośćprzepływuenergiipromienistejjestmocą
minowanaprzezpodzieleniecałkowitejodebranej
optycznąP(ang.opticalpower)lubstrumieniemna-
energiiprzezA.Dodatkowo9ponieważprzybywająca
tężenia(ang.rIdiIntflu[)9naogółwyrażanymwwa-
mocniemożebyćzmierzonanatychmiastowo9detek-
tach.Jeżelipodzielimystrumieńnatężeniapadającego
tormusicałkowaćstrumieńenergiipopewnymskoń-
nalubwychodzącegozpewnejpowierzchniprzezpole
czonymczasieT.Jeżelimierzonawielkośćjestenergią
tejpowierzchni9tootrzymujemygęstośćstrumienia
wypIdkowąnajednostkępowierzchni9tozależyodT
natężenia(W/m2)(ang.rIdiIntflu[dHnsity).Wpierw-
iwzwiązkuztymjestmałoprzydatna.Ktośinny9ro-
szymprzypadkumówimyonItężHniu(ang.irradi-
biąctakisampomiarwtakichsamychwarunkach9
ance)9wdrugimprzypadkuzaśoegzytancji(ang.H[i-
możeuzyskaćinnywynik9używającinnegoT.Nato-
tance)9awobuprzypadkach-ogęstościstrumienia
miastjeżeliwyeliminujemyT9tootrzymujemybardzo
(ang.flu[dHnsity).Natężeniejestwięcmiarąkoncen-
praktycznąwielkość9którajestzwiązanaześrednią
tracji(ang.concentration)mocy.
energiąnajednostkępowierzchniinajednostkęczasu9
mianowicieI.
Uśrednionapoczasie(T>>IJ)wartośćwektora
Prawoodwrotnościkwadratu
Poyntinga9oznaczanajako¢S²
T9jestmiarąI.Wspecy-
Widzieliśmywcześniej9żerozwiązanieróżniczkowego
ficznymprzypadkupólharmonicznychzrównania
równaniafalowegowpostacifalisferycznejmaampli-
(3.43)mamy
tudę9którazmieniasięodwrotniedor.Sprawdźmyte-
Ponieważ¢cos2(kir-Ȧt)²
danie3.7)9więc
ĺĺ
T=òdlaT>>IJ(zobaczza-
raztęwłaściwośćwkontekściezachowaniaenergii.
Rozważmyizotropoweźródłopunktowewswobodnej
przestrzeni9emitująceenergięrównomierniewe
wszystkichkierunkach(czyliemitującefalesferycz-
ne).Otoczmyźródłoświatładwiemakoncentrycznymi
powierzchniamisferycznymiopromieniachr
1ir
29tak
lub
jaktoprzedstawiononarys.3.19.NiechE
0(r
1)iE
0(r
2)
(3.44).
oznaczająamplitudyfalodpowiednionapierwszej
idrugiejpowierzchni.Jeżelienergiamabyćzachowa-
na9tocałkowitailośćenergiiprzepływającejprzez
każdąpowierzchnięnasekundęmusibyćtakasama9
*Wprzeszłościfizycyzazwyczajużywaliterminunnatężenien9
bywyrazićprzepływenergiinajednostkępowierzchniwjednost-
ceczasu.Wwynikumiędzynarodowej9jeślinieuniwersalnej9
zewzględunato9żeniemażadnychinnychźródełani
odpływów.MnożącIprzezpolepowierzchniorazwy-
umowytowyrażeniejestpowolizastępowanewoptyceprzezsło-
ciągającpierwiastekkwadratowy9dostajemy
wooświHtlHniH(ang.irradiance).
**WPolscenadalstosujesięstarenazewnictwo(przyp.tłum.).
