Radianza

In fisica la radianza e la radianza spettrale sono grandezze radiometriche che descrivono la quantità di radiazione elettromagnetica riflessa (o trasmessa) da una superficie di area unitaria, e diretta verso un angolo solido unitario in una direzione indicata. Sono ultimamente impiegate per descrivere l'emissione da sorgenti diffuse e la riflessione da superfici diffuse. L'unità di misura della radianza secondo il SI è il watt su steradiante su metro quadrato (W·sr⁻¹·m⁻²).

La radianza, in particolare, caratterizza l'emissione o riflessione complessiva, mentre la radianza spettrale, conosciuta anche come "intensità specifica" in astronomia e astrofisica, si limita a considerare una singola frequenza o lunghezza d'onda della luce. La radianza equivale pertanto all'integrale (alla somma) di tutte le infinite radianze spettrali di una data superficie. L'unità di misura SI della radianza spettrale è il W·sr⁻¹·m⁻³ (per lunghezza d'onda) o il W·sr⁻¹·m⁻²·Hz⁻¹ (per intervallo di frequenza).

La radianza è particolarmente utile per quantificare la quantità di luce emessa o riflessa da una sorgente che verrà ricevuta da un dato sistema ottico rivolto verso la sorgente e caratterizzato da un determinato diametro angolare; naturalmente, in questo caso l'angolo solido considerato equivale all'apertura del sistema ottico. Essendo anche l'occhio un sistema ottico, la radianza fornisce una buona stima della luminosità apparente di un oggetto.

Definizione

La radianza è definita come:

L = \frac{\partial^{2} P}{\partial A \partial Ω \cos θ} ≃ \frac{P}{Ω A \cos θ}

dove:

sono ammessi solo valori di A ed Ω poco elevati;
L è la radianza (W·m^-2·sr^-1);
P è la potenza (W);
θ è l'angolo compreso tra la normale alla superficie e la direzione specificata;
A è la superficie emittente (m²);
$Ω$ è l'angolo solido (sr).

Invece la radianza spettrale è definita come:

L_{ν} = \frac{\partial L}{\partial ν} = \frac{\partial^{3} P}{\partial A \partial Ω \cos θ \partial ν}

dove $ν$ è la frequenza (Hz) della radiazione elettromagnetica. Quindi integrando la radianza spettrale $L_{ν}$ rispetto a tutte le frequenze si ottiene la radianza $L$ .

Bibliografia

Arnab Rai Choudhuri, Interaction of radiation with matter, in Astrophysics for Physicists, 3ª ed., Cambridge University Press, 2010, pp. 24, ISBN 978-0-521-81553-6.

Voci correlate

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Collegamenti esterni

(EN) IUPAC Gold Book, "radiance", su goldbook.iupac.org.

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