Salida radiante

En radiometría, la salida radiante (también exitancia radiante) es el flujo radiante emitido por una superficie por unidad de área, mientras que salida espectral es la emisión radiante de una superficie por unidad de frecuencia o de longitud de onda, dependiendo de si el espectro se considera en función de la frecuencia o de la longitud de onda. Es el componente emitido de la radiosidad. En el Sistema Internacional, la unidad de la salida radiante es el vatio por metro cuadrado (Plantilla:Nobreak), mientras que el de la salida espectral en función de la frecuencia es el vatio por metro cuadrado por hercio (W·m⁻²·Hz⁻¹) y el de salida espectral referido a la longitud de onda es el vatio por metro cuadrado por metro (W·m⁻³): comúnmente el vatio por metro cuadrado por nanómetro (Plantilla:Nobreak). En el sistema CGS, se emplea el ergio por centímetro cuadrado por segundo (Plantilla:Nobreak), unidad empleada a menudo en astronomía. La salida radiante a menudo se denomina "intensidad" en ramas de la física distintas de la radiometría, pero en radiometría este uso genera confusión con la intensidad radiante.

Definiciones matemáticas

Comparación de cantidades fotométricas y radiométricas

Salida radiante

La exitancia radiante de una superficie, denominada Plantilla:Math ("e" de "energético", para evitar confusión con las cantidades fotométricas), se define como

$M_{\mathrm{e}}=\frac{\partial {\mathrm{\Phi }}_{\mathrm{e}}}{\partial A},$

donde Plantilla:Math es el símbolo de la derivada parcial, Plantilla:Math es el flujo radiante emitido, y Plantilla:Mvar es el área superficial.

Si se desea hablar del flujo radiante recibido por una superficie, se utiliza el término irradiancia.

La salida radiante de un cuerpo negro, según la Ley de Stefan-Boltzmann, es igual a:

$M_{\mathrm{e}}^{\circ }=\sigma T^4,$

donde Plantilla:Mvar es la ley de Stefan-Boltzmann y Plantilla:Mvar es la temperatura de esa superficie. Para una superficie real, la salida radiante es igual a:

$M_{\mathrm{e}}=\epsilon M_{\mathrm{e}}^{\circ }=\epsilon \sigma T^4,$

donde Plantilla:Mvar es la emisividad de esa superficie.

Salida espectral

La exitancia espectral en frecuencia de una superficie, denominada M_e,ν, se define como

$M_{\mathrm{e},\nu }=\frac{\partial M_{\mathrm{e}}}{\partial \nu },$

donde Plantilla:Mvar es la frecuencia.

La exitancia espectral en longitud de onda de una superficie, denominada M_e,λ, se define como

$M_{\mathrm{e},\lambda }=\frac{\partial M_{\mathrm{e}}}{\partial \lambda },$

donde Plantilla:Mvar es la longitud de onda.

La salida espectral de un cuerpo negro alrededor de una frecuencia o longitud de onda determinada, según la ley de Lambert y la ley de Planck, es igual a:

$\begin{array}{cc}{M}_{\mathrm{e},\nu }^{\circ }& =\pi L_{\mathrm{e},\mathrm{\Omega },\nu }^{\circ }=\frac{2\pi h{\nu }^3}{c^2}\frac{1}{e^{\frac{h\nu }{kT}}-1},\\ M_{\mathrm{e},\lambda }^{\circ }& =\pi L_{\mathrm{e},\mathrm{\Omega },\lambda }^{\circ }=\frac{2\pi h{c}^2}{{\lambda }^5}\frac{1}{e^{\frac{hc}{\lambda kT}}-1},\end{array}$

donde

• Plantilla:Mvar es la constante de Planck.
• Plantilla:Mvar es la frecuencia.
• Plantilla:Mvar es la longitud de onda.
• Plantilla:Mvar es la constante de Boltzmann.
• Plantilla:Mvar es la velocidad de la luz en el medio.
• Plantilla:Mvar es la temperatura de esa superficie.

Para una superficie real, la salida espectral es igual a:

$\begin{array}{cc}{M}_{\mathrm{e},\nu }& =\epsilon M_{\mathrm{e},\nu }^{\circ }=\frac{2\pi h\epsilon {\nu }^3}{c^2}\frac{1}{e^{\frac{h\nu }{kT}}-1},\\ M_{\mathrm{e},\lambda }& =\epsilon M_{\mathrm{e},\lambda }^{\circ }=\frac{2\pi h\epsilon c^2}{{\lambda }^5}\frac{1}{e^{\frac{hc}{\lambda kT}}-1}.\end{array}$

Véase también

• Radiosidad