Densidad de energía radiante

En radiometría, la densidad de energía radiante es la energía radiante por unidad de volumen. En el Sistema Internacional de Unidades la densidad de energía radiante se expresa en julios por metro cúbico (J/m³).

Definición matemática

La densidad de energía radiante, denotada como w_e ("e" de "energético", para evitar confusión con cantidades fotométricas), se define como

$w_{\mathrm{e}}=\frac{\partial Q_{\mathrm{e}}}{\partial V},$

donde

• $\partial$ es el símbolo de la derivada parcial;
• Q_e es la energía radiante;
• V es el volumen.

Relación con otras cantidades radiométricas

Como la radiación siempre transmite la energía, es útil preguntarse cuál es la velocidad de transmisión. Si toda la radiación en una ubicación determinada se propaga en la misma dirección, entonces el flujo radiante a través de una unidad de área perpendicular a la dirección de propagación viene dado por la irradiancia:

$E_{\mathrm{e}}=c{w}_{\mathrm{e}},$

donde c es la velocidad de propagación de la radiación.

Por el contrario, si la intensidad de la radiación es igual en todas las direcciones, como en una cavidad en el caso de un equilibrio termodinámico, entonces la transmisión de energía se describe mejor mediante la radiancia:

$L_{\mathrm{e}}=\frac{c}{4\pi }{w}_{\mathrm{e}}.$

La salida radiante a través de una pequeña abertura de dicha cavidad es:

$M_{\mathrm{e}}=\pi L_{\mathrm{e}}=\frac{c}{4}{w}_{\mathrm{e}}.$

Estas relaciones se pueden utilizar, por ejemplo, en la deducción de la ecuación de la radiación del cuerpo negro.