वर्णक्रमीय चमक: Difference between revisions

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[[रेडियोमेट्री]] में, वर्णक्रमीय [[चमक]] या विशिष्ट तीव्रता प्रति इकाई [[आवृत्ति]] या [[तरंग दैर्ध्य]] की सतह की चमक है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि वर्णक्रमीय रेडियोमेट्रिक मात्रा को आवृत्ति या तरंग दैर्ध्य के कार्य के रूप में लिया जाता है या नहीं। आवृत्ति में वर्णक्रमीय चमक की [[इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली]] वाट प्रति [[ steradian ]] प्रति वर्ग मीटर प्रति [[ हेटर्स ]] है ({{nobreak|W·sr<sup>−1</sup>·m<sup>−2</sup>·Hz<sup>−1</sup>}}) और तरंग दैर्ध्य में वर्णक्रमीय चमक वाट प्रति स्टेरेडियन प्रति वर्ग मीटर प्रति मीटर है ({{nobreak|W·sr<sup>−1</sup>·m<sup>−3</sup>}})—आम तौर पर वाट प्रति स्टेरेडियन प्रति वर्ग मीटर प्रति नैनोमीटर ({{nobreak|W·sr<sup>−1</sup>·m<sup>−2</sup>·nm<sup>−1</sup>}}). कुछ क्षेत्रों में वर्णक्रमीय चमक को मापने के लिए [[microflick]] का भी उपयोग किया जाता है।<ref>{{cite web|last=Palmer|first=James M.|title=रेडियोमेट्री और फोटोमेट्री के लिए एसआई प्रणाली और एसआई इकाइयां|url=http://www.optics.arizona.edu/palmer/opti400/suppdocs/bkappndx.pdf|archive-url=https://web.archive.org/web/20120802170633/http://www.optics.arizona.edu/palmer/opti400/suppdocs/bkappndx.pdf|archive-date=August 2, 2012}}</ref><ref>{{cite web|last=Rowlett|first=Russ|title=How Many? A Dictionary of Units of Measurement|url=http://www.unc.edu/~rowlett/units/dictF.html#flick|access-date=10 August 2012}}</ref>
[[रेडियोमेट्री]] में, '''वर्णक्रमीय''' [[चमक|प्रकाश]] या विशिष्ट तीव्रता प्रति इकाई [[आवृत्ति]] या [[तरंग दैर्ध्य]] की सतह की प्रकाश होती है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि वर्णक्रमीय रेडियोमेट्रिक मात्रा को आवृत्ति या तरंग दैर्ध्य के कार्य के रूप में लिया जाता है या नहीं। और आवृत्ति में वर्णक्रमीय प्रकाश की [[इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली]] वाट प्रति [[ steradian |स्टेरेडियन]] प्रति वर्ग मीटर प्रति [[ हेटर्स |हेटर्स]] है ({{nobreak|W·sr<sup>−1</sup>·m<sup>−2</sup>·Hz<sup>−1</sup>}}) और तरंग दैर्ध्य में वर्णक्रमीय प्रकाश वाट प्रति स्टेरेडियन प्रति वर्ग मीटर प्रति मीटर है ({{nobreak|W·sr<sup>−1</sup>·m<sup>−3</sup>}})—सामान्यतः पर वाट प्रति स्टेरेडियन प्रति वर्ग मीटर प्रति नैनोमीटर ({{nobreak|W·sr<sup>−1</sup>·m<sup>−2</sup>·nm<sup>−1</sup>}}). कुछ क्षेत्रों में वर्णक्रमीय प्रकाश को मापने के लिए [[microflick|माइक्रोफ़्लिक]] का भी उपयोग किया जाता है।<ref>{{cite web|last=Palmer|first=James M.|title=रेडियोमेट्री और फोटोमेट्री के लिए एसआई प्रणाली और एसआई इकाइयां|url=http://www.optics.arizona.edu/palmer/opti400/suppdocs/bkappndx.pdf|archive-url=https://web.archive.org/web/20120802170633/http://www.optics.arizona.edu/palmer/opti400/suppdocs/bkappndx.pdf|archive-date=August 2, 2012}}</ref><ref>{{cite web|last=Rowlett|first=Russ|title=How Many? A Dictionary of Units of Measurement|url=http://www.unc.edu/~rowlett/units/dictF.html#flick|access-date=10 August 2012}}</ref>
वर्णक्रमीय चमक थर्मल विकिरण और प्रकाश सहित किसी भी प्रकार के [[शास्त्रीय विद्युत चुंबकत्व]] के [[क्षेत्र (भौतिकी)]] का पूर्ण रेडियोमेट्री विवरण देती है। यह [[जेम्स क्लर्क मैक्सवेल]] [[विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र]] या फोटॉन डिस्ट्रीब्यूशन के स्पष्ट शब्दों में विवरण से अवधारणात्मक रूप से अलग है। यह भौतिक भौतिकी को [[ मनो ]] से अलग बताता है।


विशिष्ट तीव्रता की अवधारणा के लिए, विकिरण के प्रसार की रेखा एक अर्ध-पारदर्शी माध्यम में होती है जो इसके ऑप्टिकल गुणों में लगातार बदलती रहती है। अवधारणा एक क्षेत्र को संदर्भित करती है, जो स्रोत क्षेत्र के तत्व से प्रसार की रेखा के समकोण पर एक विमान में प्रक्षेपित होती है, और स्रोत क्षेत्र के तत्व पर डिटेक्टर द्वारा अंतरित ठोस कोण के एक तत्व के लिए।<ref name="Planck 1914">Planck, M. (1914) ''The Theory of Heat Radiation'', second edition translated by M. Masius, P. Blakiston's Son and Co., Philadelphia, pages 13-15.</ref><ref name="Chandrasekhar 1950">Chandrasekhar, S. (1950). ''Radiative Transfer'', Oxford University Press, Oxford, pages 1-2.</ref><ref name="Mihalas Mihalas 1984">[http://www.filestube.com/9c5b2744807c2c3d03e9/details.html Mihalas, D., Weibel-Mihalas, B. (1984). ''Foundations of Radiation Hydrodynamics'', Oxford University Press, New York] {{ISBN|0-19-503437-6}}., pages 311-312.</ref><ref>Goody, R.M., Yung, Y.L. (1989). ''Atmospheric Radiation: Theoretical Basis'', 2nd edition, Oxford University Press, Oxford, New York, 1989, {{ISBN|0-19-505134-3}}, page 16.</ref><ref>Liou, K.N. (2002). ''An Introduction of Atmospheric Radiation'', second edition, Academic Press, Amsterdam, {{ISBN|978-0-12-451451-5}}, page 4.</ref><ref name="Hapke 64">Hapke, B. (1993). ''Theory of Reflectance and Emittance Spectroscopy'', Cambridge University Press, Cambridge UK, {{ISBN|0-521-30789-9}}, page 64.</ref><ref>Rybicki, G.B., Lightman, A.P. (1979/2004). ''Radiative Processes in Astrophysics'', reprint, John Wiley & Sons, New York, {{ISBN|0-471-04815-1}}, page 3.</ref>
इस प्रकार से वर्णक्रमीय प्रकाश थर्मल विकिरण और प्रकाश सहित किसी भी प्रकार के [[शास्त्रीय विद्युत चुंबकत्व]] के [[क्षेत्र (भौतिकी)]] का पूर्ण रेडियोमेट्री विवरण प्रस्तुत करती है।किन्तु यह [[जेम्स क्लर्क मैक्सवेल]] [[विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र]] या फोटॉन डिस्ट्रीब्यूशन के स्पष्ट शब्दों में विवरण से अवधारणात्मक रूप से अलग होता है। और यह भौतिक भौतिकी को [[ मनो |मनो]] भौतिक से भिन्न माना जाता है।
चमक शब्द का प्रयोग कभी-कभी इस अवधारणा के लिए भी किया जाता है।<ref name="Planck 1914"/><ref>Born, M., Wolf, E. (1999). ''[[Principles of Optics|Principles of Optics: Electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light]]'', 7th edition, Cambridge University Press, {{ISBN|0-521-64222-1}}, page 194.</ref> एसआई प्रणाली बताती है कि चमक शब्द का इतना प्रयोग नहीं किया जाना चाहिए, बल्कि इसके बजाय केवल मनोभौतिकी को संदर्भित करना चाहिए।
[[File:specific intensity geometry b.jpg|thumb|466px|right|विशिष्ट (विकिरण) तीव्रता की परिभाषा के लिए ज्यामिति। ज्यामिति में पारस्परिकता के नियमों की क्षमता पर ध्यान दें।]]


== परिभाषा ==
विशिष्ट तीव्रता की अवधारणा के लिए, विकिरण के प्रसार की रेखा अर्ध-पारदर्शी माध्यम में होती है जो इसके ऑप्टिकल गुणों में निरंतर बदलती रहती है। इस प्रकार से अवधारणा क्षेत्र को संदर्भित करती है, जो की स्रोत क्षेत्र के तत्व से प्रसार की रेखा के समकोण पर विमान में प्रक्षेपित होती है, और स्रोत क्षेत्र के तत्व पर डिटेक्टर द्वारा अंतरित ठोस कोण के तत्व को संदर्भित करता है।।<ref name="Planck 1914">Planck, M. (1914) ''The Theory of Heat Radiation'', second edition translated by M. Masius, P. Blakiston's Son and Co., Philadelphia, pages 13-15.</ref><ref name="Chandrasekhar 1950">Chandrasekhar, S. (1950). ''Radiative Transfer'', Oxford University Press, Oxford, pages 1-2.</ref><ref name="Mihalas Mihalas 1984">[http://www.filestube.com/9c5b2744807c2c3d03e9/details.html Mihalas, D., Weibel-Mihalas, B. (1984). ''Foundations of Radiation Hydrodynamics'', Oxford University Press, New York] {{ISBN|0-19-503437-6}}., pages 311-312.</ref><ref>Goody, R.M., Yung, Y.L. (1989). ''Atmospheric Radiation: Theoretical Basis'', 2nd edition, Oxford University Press, Oxford, New York, 1989, {{ISBN|0-19-505134-3}}, page 16.</ref><ref>Liou, K.N. (2002). ''An Introduction of Atmospheric Radiation'', second edition, Academic Press, Amsterdam, {{ISBN|978-0-12-451451-5}}, page 4.</ref><ref name="Hapke 64">Hapke, B. (1993). ''Theory of Reflectance and Emittance Spectroscopy'', Cambridge University Press, Cambridge UK, {{ISBN|0-521-30789-9}}, page 64.</ref><ref>Rybicki, G.B., Lightman, A.P. (1979/2004). ''Radiative Processes in Astrophysics'', reprint, John Wiley & Sons, New York, {{ISBN|0-471-04815-1}}, page 3.</ref>


विशिष्ट (विकिरण) तीव्रता एक मात्रा है जो ऊर्जा के विकिरण हस्तांतरण की दर का वर्णन करती है {{math|''P''<sub>1</sub>}}, निर्देशांक के साथ अंतरिक्ष का एक बिंदु {{math|'''x'''}}, समय पर {{math|''t''}}. यह आमतौर पर चार चरों का एक अदिश-मूल्यवान कार्य है<ref name="Planck 1914"/><ref name="Chandrasekhar 1950"/><ref name="Mihalas Mihalas 1984"/><ref name="Kondratyev 1969">Kondratyev, K.Y. (1969). ''Radiation in the Atmosphere'', Academic Press, New York, page 10.</ref><ref name="Mihalas 1978">Mihalas, D. (1978). ''Stellar Atmospheres'', 2nd edition, Freeman, San Francisco, {{ISBN|0-7167-0359-9}}, pages 2-5.</ref><ref>Born, M., Wolf, E. (1999). ''Principles of Optics: Electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light'', 7th edition, Cambridge University Press, {{ISBN|0-521-64222-1}}, pages 194-199.</ref> के रूप में लिखा गया है
अतः प्रकाश शब्द का प्रयोग कभी-कभी इस अवधारणा के लिए भी किया जाता है।<ref name="Planck 1914" /><ref>Born, M., Wolf, E. (1999). ''[[Principles of Optics|Principles of Optics: Electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light]]'', 7th edition, Cambridge University Press, {{ISBN|0-521-64222-1}}, page 194.</ref> जो की इस प्रक्रिया में एसआई प्रणाली बताती है कि प्रकाश शब्द का बहुत अधिक प्रयोग नहीं किया जाना चाहिए, किन्तु इसके अतिरिक्त केवल मनोभौतिकी को संदर्भित करना चाहिए।
[[File:specific intensity geometry b.jpg|thumb|466px|right|विशिष्ट (विकिरणीय) तीव्रता की परिभाषा के लिए ज्यामिति। और ज्यामिति में पारस्परिकता के नियमों की क्षमता पर ध्यान दें।]]
 
== परिभाषा                                                        ==
 
इस प्रकार से विशिष्ट (विकिरण) तीव्रता मात्रा है जो की ऊर्जा के विकिरण हस्तांतरण की दर का वर्णन करती है {{math|''P''<sub>1</sub>}}, निर्देशांक के साथ अंतरिक्ष का बिंदु {{math|'''x'''}}, समय पर {{math|''t''}}. यह सामान्यतः चार चरों का अदिश-मूल्यवान कार्य करती है<ref name="Planck 1914"/><ref name="Chandrasekhar 1950"/><ref name="Mihalas Mihalas 1984"/><ref name="Kondratyev 1969">Kondratyev, K.Y. (1969). ''Radiation in the Atmosphere'', Academic Press, New York, page 10.</ref><ref name="Mihalas 1978">Mihalas, D. (1978). ''Stellar Atmospheres'', 2nd edition, Freeman, San Francisco, {{ISBN|0-7167-0359-9}}, pages 2-5.</ref><ref>Born, M., Wolf, E. (1999). ''Principles of Optics: Electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light'', 7th edition, Cambridge University Press, {{ISBN|0-521-64222-1}}, pages 194-199.</ref> अतः इसे इस प्रकार से लिखा गया है


:{{math|''I'' ('''x''', ''t'' ; '''r'''<sub>1</sub>, ''ν'')}}
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:{{math|'''r'''<sub>1</sub>}} ज्यामितीय सदिश की दिशा और अर्थ के साथ एक इकाई सदिश को दर्शाता है {{math|'''r'''}} से प्रसार की पंक्ति में
:{{math|'''r'''<sub>1</sub>}} ज्यामितीय सदिश की दिशा और अर्थ के साथ इकाई सदिश को दर्शाता है {{math|'''r'''}} से प्रसार की पंक्ति में
: प्रभावी स्रोत बिंदु {{math|''P''<sub>1</sub>}}, को
: प्रभावी स्रोत बिंदु {{math|''P''<sub>1</sub>}}, को
: एक पहचान बिंदु {{math|''P''<sub>2</sub>}}.
: एक पहचान बिंदु {{math|''P''<sub>2</sub>}}.


{{math|''I'' ('''x''', ''t'' ; '''r'''<sub>1</sub>, ''ν'')}} को इस प्रकार परिभाषित किया गया है कि एक आभासी स्रोत क्षेत्र, {{math|d''A''<sub>1</sub>}}, बिंदु युक्त {{math|''P''<sub>1</sub>}}, ऊर्जा की एक छोटी लेकिन सीमित मात्रा का स्पष्ट उत्सर्जक है {{math|d''E''}} आवृत्तियों के विकिरण द्वारा पहुँचाया जाता है {{math|(''ν'', ''ν'' + d''ν'')}} कम समय में {{math|d''t''}} , कहाँ
{{math|''I'' ('''x''', ''t'' ; '''r'''<sub>1</sub>, ''ν'')}} को इस प्रकार परिभाषित किया गया है कि आभासी स्रोत क्षेत्र, {{math|d''A''<sub>1</sub>}}, बिंदु युक्त {{math|''P''<sub>1</sub>}}, ऊर्जा की छोटी लेकिन सीमित मात्रा का स्पष्ट उत्सर्जक है {{math|d''E''}} आवृत्तियों के विकिरण द्वारा पहुँचाया जाता है {{math|(''ν'', ''ν'' + d''ν'')}} कम समय में {{math|d''t''}} , जहाँ
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:{{math|d''E'' {{=}} ''I'' ('''x''', ''t'' ; '''r'''<sub>1</sub>, ''ν'') cos ''θ''<sub>1</sub> d''A''<sub>1</sub> d''Ω''<sub>1</sub> d''ν'' d''t''}} ,
और कहाँ {{math|''θ''<sub>1</sub>}} प्रसार की रेखा के बीच का कोण है {{math|'''r'''}} और सामान्य {{math|''P''<sub>1</sub>''N''<sub>1</sub>}} को {{math|d''A''<sub>1</sub>}} ; का प्रभावी गंतव्य {{math|d''E''}} एक परिमित छोटा क्षेत्र है {{math|d''A''<sub>2</sub>}}, बिंदु युक्त {{math|''P''<sub>2</sub>}} , जो एक परिमित छोटे ठोस कोण को परिभाषित करता है {{math|d''Ω''<sub>1</sub>}} के बारे में {{math|''P''<sub>1</sub>}} कम है {{math|'''r'''}} . स्रोत क्षेत्र के प्रक्षेपण के लिए कोसाइन खाता है {{math|d''A''<sub>1</sub>}} द्वारा इंगित प्रसार की रेखा के समकोण पर एक विमान में {{math|'''r'''}} .
और जहां ''θ''<sub>1</sub> प्रसार रेखा r और सामान्य ''P''<sub>1</sub>''N''<sub>1</sub> से d''A''<sub>1</sub> के बीच का कोण है; d''E'' का प्रभावी गंतव्य एक परिमित छोटा क्षेत्र d''A''<sub>2</sub>, है जिसमें बिंदु ''P''<sub>2</sub> , सम्मिलित है, जो '''r''' की दिशा में ''P''<sub>1</sub> के बारे में एक परिमित छोटे ठोस कोण d''Ω''<sub>1</sub> को परिभाषित करता है। कोसाइन आर द्वारा इंगित प्रसार रेखा के समकोण पर एक विमान में स्रोत क्षेत्र d''A''<sub>1</sub> के प्रक्षेपण के लिए उत्तरदायी है।


क्षेत्रों के लिए विभेदक संकेतन का उपयोग {{math|d''A''<sub>''i''</sub>}} इंगित करता है कि वे तुलना में बहुत छोटे हैं {{math|''r''<sup>2</sup>}}, सदिश के परिमाण का वर्ग {{math|'''r'''}}, और इस प्रकार ठोस कोण {{math|d<var>''&Omega;''</var><sub>''i''</sub>}} भी छोटे हैं।
क्षेत्रों {{math|d''A''<sub>''i''</sub>}} के लिए विभेदक संकेतन का उपयोग इंगित करता है कि वे सदिश {{math|'''r'''}} के परिमाण का वर्ग {{math|''r''<sup>2</sup>}}, तुलना में बहुत छोटे हैं, और इस प्रकार ठोस कोण {{math|d<var>''&Omega;''</var><sub>''i''</sub>}} भी छोटे हैं।


ऐसा कोई विकिरण नहीं है जिसके लिए जिम्मेदार ठहराया गया हो {{math|''P''<sub>1</sub>}} स्वयं इसके स्रोत के रूप में, क्योंकि {{math|''P''<sub>1</sub>}} एक [[बिंदु (ज्यामिति)]] है जिसका कोई परिमाण नहीं है। सीमित मात्रा में प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए एक परिमित क्षेत्र की आवश्यकता होती है।
ऐसा कोई विकिरण नहीं है जिसके स्रोत के रूप में {{math|''P''<sub>1</sub>}} उत्तरदायी ठहराया गया हो स्वयं इसके स्रोत के रूप में, क्योंकि {{math|''P''<sub>1</sub>}} [[बिंदु (ज्यामिति)]] है जिसका कोई परिमाण नहीं है। सीमित मात्रा में प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए परिमित क्षेत्र की आवश्यकता होती है।


== अपरिवर्तन ==
== अपरिवर्तनीयता                                                                                                                                    ==


निर्वात में प्रकाश के प्रसार के लिए, विशिष्ट (विकिरण) तीव्रता की परिभाषा अप्रत्यक्ष रूप से विकिरण प्रसार के [[व्युत्क्रम वर्ग नियम]] की अनुमति देती है।<ref name="Mihalas 1978"/><ref name="RL 1979">Rybicki, G.B., Lightman, A.P. (1979). ''Radiative Processes in Astrophysics'', John Wiley & Sons, New York, {{ISBN|0-471-04815-1}}, pages 7-8.</ref> बिंदु पर स्रोत की विशिष्ट (विकिरण) तीव्रता की अवधारणा {{math|''P''<sub>1</sub>}} मानता है कि बिंदु पर गंतव्य डिटेक्टर {{math|''P''<sub>2</sub>}} में ऑप्टिकल डिवाइस (टेलीस्कोपिक लेंस और आगे) हैं जो स्रोत क्षेत्र के विवरण को हल कर सकते हैं {{math|d''A''<sub>1</sub>}}. फिर स्रोत की विशिष्ट विकिरण तीव्रता स्रोत से डिटेक्टर की दूरी से स्वतंत्र होती है; यह अकेले स्रोत की संपत्ति है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इसे प्रति इकाई ठोस कोण के रूप में परिभाषित किया गया है, जिसकी परिभाषा क्षेत्र को संदर्भित करती है {{math|d''A''<sub>2</sub>}} का पता लगाने की सतह।
इस प्रकार के निर्वात में प्रकाश के प्रसार के लिए, विशिष्ट (विकिरण) तीव्रता की परिभाषा अप्रत्यक्ष रूप से विकिरण प्रसार के [[व्युत्क्रम वर्ग नियम]] की अनुमति देती है।<ref name="Mihalas 1978"/><ref name="RL 1979">Rybicki, G.B., Lightman, A.P. (1979). ''Radiative Processes in Astrophysics'', John Wiley & Sons, New York, {{ISBN|0-471-04815-1}}, pages 7-8.</ref> बिंदु {{math|''P''<sub>1</sub>}} पर स्रोत की विशिष्ट (विकिरण) तीव्रता की अवधारणा यह मानती है कि बिंदु {{math|''P''<sub>2</sub>}} पर गंतव्य डिटेक्टर में ऑप्टिकल डिवाइस (टेलिस्कोपिक लेंस इत्यादि) हैं जो स्रोत क्षेत्र {{math|d''A''<sub>1</sub>}} के विवरण को हल कर सकते हैं . फिर स्रोत की विशिष्ट विकिरण तीव्रता स्रोत से डिटेक्टर की दूरी से स्वतंत्र होती है; यह अकेले स्रोत की संपत्ति है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इसे प्रति इकाई ठोस कोण के रूप में परिभाषित किया गया है, जिसकी परिभाषा पता लगाने वाली सतह के क्षेत्र {{math|d''A''<sub>2</sub>}} को संदर्भित करती है।


इसे डायग्राम देखकर समझा जा सकता है। कारण {{math|cos ''θ''<sub>1</sub>}} प्रभावी उत्सर्जक क्षेत्र को परिवर्तित करने का प्रभाव है {{math|d''A''<sub>1</sub>}} एक आभासी अनुमानित क्षेत्र में {{math|cos ''θ''<sub>1</sub> d''A''<sub>1</sub> {{=}} ''r''<sup>2</sup> d''Ω''<sub>2</sub>}} सदिश के समकोण पर {{math|'''r'''}} स्रोत से डिटेक्टर तक। ठोस कोण {{math|d''Ω''<sub>1</sub>}} का पता लगाने वाले क्षेत्र को परिवर्तित करने का भी प्रभाव पड़ता है {{math|d''A''<sub>2</sub>}} एक आभासी अनुमानित क्षेत्र में {{math|cos ''θ''<sub>2</sub> d''A''<sub>2</sub> {{=}} ''r''<sup>2</sup> d''Ω''<sub>1</sub>}} सदिश के समकोण पर {{math|'''r'''}} , ताकि {{math|d''Ω''<sub>1</sub> {{=}} cos ''θ''<sub>2</sub> d''A''<sub>2</sub> / ''r''<sup>2</sup>}} . इसके लिए प्रतिस्थापन {{math|d''Ω''<sub>1</sub>}} उपरोक्त अभिव्यक्ति में एकत्रित ऊर्जा के लिए {{math|d''E''}}, कोई पाता है {{math|d''E'' {{=}} ''I'' ('''x''', ''t'' ; '''r'''<sub>1</sub>, ''ν'') cos ''θ''<sub>1</sub> d''A''<sub>1</sub> cos ''θ''<sub>2</sub> d''A''<sub>2</sub> d''ν'' d''t'' / ''r''<sup>2</sup>}} : जब उत्सर्जन और क्षेत्रों और कोणों का पता लगाना {{math|d''A''<sub>1</sub>}} और {{math|d''A''<sub>2</sub>}}, {{math|''θ''<sub>1</sub>}} और {{math|''θ''<sub>2</sub>}}, एकत्रित ऊर्जा को स्थिर रखा जाता है {{math|d''E''}} दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है {{math|''r''}} उनके बीच, अपरिवर्तनीय के साथ {{math|''I'' ('''x''', ''t'' ; '''r'''<sub>1</sub>, ''ν'')}} .
इसे चित्र को देखकर समझा जा सकता है। कारक {{math|cos ''θ''<sub>1</sub>}} में प्रभावी उत्सर्जक क्षेत्र {{math|d''A''<sub>1</sub>}} को एक आभासी प्रक्षेपित क्षेत्र {{math|cos ''θ''<sub>1</sub> d''A''<sub>1</sub> {{=}} ''r''<sup>2</sup> d''Ω''<sub>2</sub>}} में स्रोत से सूचक तक सदिश {{math|'''r'''}} के समकोण पर परिवर्तित करने का प्रभाव होता है। ठोस कोण {{math|d''Ω''<sub>1</sub>}} में पता लगाने वाले क्षेत्र {{math|d''A''<sub>2</sub>}} को एक आभासी प्रक्षेपित क्षेत्र {{math|cos ''θ''<sub>2</sub> d''A''<sub>2</sub> {{=}} ''r''<sup>2</sup> d''Ω''<sub>1</sub>}} में सदिश r के समकोण पर परिवर्तित करने का भी प्रभाव होता है, जिससे {{math|d''Ω''<sub>1</sub> {{=}} cos ''θ''<sub>2</sub> d''A''<sub>2</sub> / ''r''<sup>2</sup>}} हो। एकत्रित ऊर्जा {{math|d''E''}} के लिए उपरोक्त अभिव्यक्ति में {{math|d''Ω''<sub>1</sub>}} के लिए इसे प्रतिस्थापित करने पर, कोई {{math|d''E'' {{=}} ''I'' ('''x''', ''t'' ; '''r'''<sub>1</sub>, ''ν'') cos ''θ''<sub>1</sub> d''A''<sub>1</sub> cos ''θ''<sub>2</sub> d''A''<sub>2</sub> d''ν'' d''t'' / ''r''<sup>2</sup>}} पाता है: जब क्षेत्रों और कोणों {{math|d''A''<sub>1</sub>}} और d''A''<sub>2</sub>का उत्सर्जन और पता चलता है ,{{math|d''A''<sub>2</sub>}} {{math|''θ''<sub>1</sub>}}और {{math|''θ''<sub>2</sub>}} को स्थिर रखा जाता है, एकत्रित ऊर्जा {{math|d''E''}} अपरिवर्तनीय I ({{math|''I'' ('''x''', ''t'' ; '''r'''<sub>1</sub>, ''ν'')}}) के साथ उनके बीच की दूरी {{math|''r''}} के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
 
यह कथन द्वारा भी व्यक्त किया जा सकता है कि {{math|''I'' ('''x''', ''t'' ; '''r'''<sub>1</sub>, <var>&nu;</var>)}} लंबाई के संबंध में अपरिवर्तनीय है {{math|''r''}} का {{math|'''r'''}} ; कहने का तात्पर्य यह है कि, बशर्ते कि ऑप्टिकल उपकरणों में पर्याप्त रिज़ॉल्यूशन हो, और संचार माध्यम पूरी तरह से पारदर्शी हो, उदाहरण के लिए एक निर्वात, तो स्रोत की विशिष्ट तीव्रता लंबाई से अप्रभावित रहती है {{math|''r''}} किरण का {{math|'''r'''}} .<ref name="Mihalas 1978"/><ref name="RL 1979"/><ref>Bohren, C.F., Clothiaux, E.E. (2006). ''Fundamentals of Atmospheric Radiation'', Wiley-VCH, Weinheim, {{ISBN|3-527-40503-8}}, pages 191-192.</ref>
एक गैर-इकाई गैर-समान अपवर्तक सूचकांक के साथ एक पारदर्शी माध्यम में प्रकाश के प्रसार के लिए, किरण के साथ अपरिवर्तनीय मात्रा पूर्ण अपवर्तक सूचकांक के वर्ग द्वारा विभाजित विशिष्ट तीव्रता है।<ref name="Planck 1914 p 35">Planck, M. (1914). ''The Theory of Heat Radiation'', second edition translated by M. Masius, P. Blakiston's Son and Co., Philadelphia, page 35.</ref>


इसे इस कथन द्वारा भी व्यक्त किया जा सकता है कि{{math|''I'' ('''x''', ''t'' ; '''r'''<sub>1</sub>, <var>&nu;</var>)}} {{math|''r''}} की लंबाई {{math|'''r'''}} के संबंध में अपरिवर्तनीय है; कहने का तात्पर्य यह है कि, नियमावली कि ऑप्टिकल उपकरणों में पर्याप्त रिज़ॉल्यूशन हो, और संचारण माध्यम पूरी तरह से पारदर्शी हो, उदाहरण के लिए वैक्यूम, तो स्रोत की विशिष्ट तीव्रता किरण {{math|''r''}} की लंबाई {{math|'''r'''}} से अप्रभावित रहती है।<ref name="Mihalas 1978"/><ref name="RL 1979"/><ref>Bohren, C.F., Clothiaux, E.E. (2006). ''Fundamentals of Atmospheric Radiation'', Wiley-VCH, Weinheim, {{ISBN|3-527-40503-8}}, pages 191-192.</ref>


एक गैर-इकाई गैर-समान अपवर्तक सूचकांक के साथ पारदर्शी माध्यम में प्रकाश के प्रसार के लिए, किरण के साथ अपरिवर्तनीय मात्रा पूर्ण अपवर्तक सूचकांक के वर्ग द्वारा विभाजित विशिष्ट तीव्रता है।<ref name="Planck 1914 p 35">Planck, M. (1914). ''The Theory of Heat Radiation'', second edition translated by M. Masius, P. Blakiston's Son and Co., Philadelphia, page 35.</ref>
== पारस्परिकता ==
== पारस्परिकता ==


एक अर्ध-पारदर्शी माध्यम में प्रकाश के प्रसार के लिए, अवशोषण और उत्सर्जन के कारण विशिष्ट तीव्रता एक किरण के साथ अपरिवर्तित नहीं होती है। फिर भी, स्टोक्स-हेल्महोल्ट्ज़ [[हेल्महोल्ट्ज़ पारस्परिकता]] | प्रत्यावर्तन-पारस्परिकता सिद्धांत लागू होता है, क्योंकि एक स्थिर माध्यम में एक बिंदु पर किसी दिए गए दिशा के दोनों इंद्रियों के लिए अवशोषण और उत्सर्जन समान होते हैं।
एक अर्ध-पारदर्शी माध्यम में प्रकाश के प्रसार के लिए, अवशोषण और उत्सर्जन के कारण विशिष्ट तीव्रता किरण के साथ अपरिवर्तित नहीं होती है। इस प्रकार से, स्टोक्स-हेल्महोल्ट्ज़ [[हेल्महोल्ट्ज़ पारस्परिकता]] | प्रत्यावर्तन-पारस्परिकता सिद्धांत लागू होता है, क्योंकि स्थिर माध्यम में बिंदु पर किसी दिए गए दिशा के दोनों इंद्रियों के लिए अवशोषण और उत्सर्जन समान होते हैं।


== Étendue और पारस्परिकता ==
== घटनाक्रम और पारस्परिकता ==


étendue शब्द का उपयोग विशेष रूप से ज्यामितीय पहलुओं पर ध्यान केंद्रित करने के लिए किया जाता है। इसके बारे में लेख में étendue के पारस्परिक चरित्र का संकेत दिया गया है। एटेंड्यू को दूसरे अंतर के रूप में परिभाषित किया गया है। वर्तमान लेख के अंकन में, étendue का दूसरा अंतर, {{math|d<sup>2</sup>''G''}}, [[पेंसिल बीम]] का जो दो सतह तत्वों को जोड़ता है  {{math|d''A''<sub>1</sub>}} और {{math|d''A''<sub>2</sub>}} परिभाषित किया जाता है
एटेंड्यू शब्द का प्रयोग विशेष रूप से ज्यामितीय भाग पर ध्यान केंद्रित करने के लिए किया जाता है। एटेंड्यू के पारस्परिक चरित्र को इसके चरित्र का संकेत दिया गया है। एटेंड्यू को दूसरे अंतर के रूप में परिभाषित किया गया है। वर्तमान लेख के अंकन में, प्रकाश की [[पेंसिल बीम]] के एटेंड्यू, {{math|d<sup>2</sup>''G''}} का दूसरा अंतर, जो दो सतह तत्वों {{math|d''A''<sub>1</sub>}} और {{math|d''A''<sub>2</sub>}} को "जोड़ता है" के रूप में परिभाषित किया गया है
:{{math|d<sup>2</sup>''G'' {{=}} d''A''<sub>1</sub>  cos <var>''&theta;''</var><sub>1</sub>  d<var>&Omega;</var><sub>1</sub> {{=}}}} <math>\frac{\mbox{d}A_1 \ \, \mbox{d}A_2 \ \cos{\theta_1} \ \cos{\theta_2}}{r^2}</math> {{math|{{=}} d''A''<sub>2</sub>  cos <var>''&theta;''</var><sub>2</sub>  d<var>&Omega;</var><sub>2</sub>}}.
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यह स्टोक्स-हेल्महोल्ट्ज़ प्रत्यावर्तन-पारस्परिकता सिद्धांत के ज्यामितीय पहलुओं को समझने में मदद कर सकता है।
यह स्टोक्स-हेल्महोल्ट्ज़ प्रत्यावर्तन-पारस्परिकता सिद्धांत के ज्यामितीय भाग को समझने में सहायता कर सकता है।


== कोलिमेटेड बीम ==
== कोलिमेटेड बीम ==


वर्तमान उद्देश्यों के लिए, एक तारे से प्रकाश को एक व्यावहारिक रूप से [[संपार्श्विक प्रकाश]] के रूप में माना जा सकता है, लेकिन इसके अलावा, एक संमिलित बीम शायद ही कभी प्रकृति में पाया जाता है, हालांकि कृत्रिम रूप से उत्पादित बीम बहुत करीब हो सकते हैं। कुछ उद्देश्यों के लिए सूर्य की किरणों को व्यावहारिक रूप से समांतरित माना जा सकता है, क्योंकि सूर्य चाप के केवल 32′ का कोण अंतरित करता है।<ref>Goody, R.M., Yung, Y.L. (1989). ''Atmospheric Radiation: Theoretical Basis'', 2nd edition, Oxford University Press, Oxford, New York, 1989, {{ISBN|0-19-505134-3}}, page 18.</ref> विशिष्ट (विकिरणात्मक) तीव्रता एक असम्बद्ध विकिरण क्षेत्र के विवरण के लिए उपयुक्त है। [[वर्णक्रमीय प्रवाह घनत्व]] की परिभाषा के लिए उपयोग किए जाने वाले ठोस कोण के संबंध में विशिष्ट (विकिरण) तीव्रता के अभिन्न अंग, बिल्कुल संगृहीत बीम के लिए एकवचन हैं, या डायराक डेल्टा कार्यों के रूप में देखे जा सकते हैं। इसलिए, विशिष्ट (विकिरणात्मक) तीव्रता एक समांतर बीम के विवरण के लिए अनुपयुक्त है, जबकि वर्णक्रमीय प्रवाह घनत्व उस उद्देश्य के लिए उपयुक्त है।<ref>Hapke, B. (1993). ''Theory of Reflectance and Emittance Spectroscopy'', Cambridge University Press, Cambridge UK, {{ISBN|0-521-30789-9}}, see pages 12 and 64.</ref>
इस प्रकार से वर्तमान उद्देश्यों के लिए, तारे से प्रकाश को व्यावहारिक रूप से [[संपार्श्विक प्रकाश]] के रूप में माना जा सकता है, किन्तु इसके अतिरिक्त, संमिलित बीम संभवतः ही कभी प्रकृति में पाया जाता है, चूँकि कृत्रिम रूप से उत्पादित बीम बहुत पास हो सकते हैं। कुछ उद्देश्यों के लिए सूर्य की किरणों को व्यावहारिक रूप से समांतरित माना जा सकता है, क्योंकि सूर्य चाप के केवल 32′ का कोण अंतरित करता है।<ref>Goody, R.M., Yung, Y.L. (1989). ''Atmospheric Radiation: Theoretical Basis'', 2nd edition, Oxford University Press, Oxford, New York, 1989, {{ISBN|0-19-505134-3}}, page 18.</ref> विशिष्ट (विकिरणात्मक) तीव्रता असम्बद्ध विकिरण क्षेत्र के विवरण के लिए उपयुक्त है। [[वर्णक्रमीय प्रवाह घनत्व]] की परिभाषा के लिए उपयोग किए जाने वाले ठोस कोण के संबंध में विशिष्ट (विकिरण) तीव्रता के अभिन्न अंग, किन्तु संगृहीत बीम के लिए एकवचन हैं, या डायराक डेल्टा कार्यों के रूप में देखे जा सकते हैं। इसलिए, विशिष्ट (विकिरणात्मक) तीव्रता समांतर बीम के विवरण के लिए अनुपयुक्त है, जबकि वर्णक्रमीय प्रवाह घनत्व उस उद्देश्य के लिए उपयुक्त होते है।<ref>Hapke, B. (1993). ''Theory of Reflectance and Emittance Spectroscopy'', Cambridge University Press, Cambridge UK, {{ISBN|0-521-30789-9}}, see pages 12 and 64.</ref>
 
 
== किरणें ==
== किरणें ==


रे (ऑप्टिक्स) के एक पेंसिल बीम के विचार पर विशिष्ट (रेडिएटिव) तीव्रता का निर्माण किया गया है।<ref>Planck, M. (1914). ''The Theory of Heat Radiation'', second edition translated by M. Masius, P. Blakiston's Son and Co., Philadelphia, Chapter 1.</ref><ref>Levi, L. (1968). ''Applied Optics: A Guide to Optical System Design'', 2 volumes, Wiley, New York, volume 1, pages 119-121.</ref><ref>Born, M., Wolf, E. (1999). ''Principles of Optics: Electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light'', 7th edition, Cambridge University Press, {{ISBN|0-521-64222-1}}, pages 116-125.</ref>
इस प्रकार से किरणें (ऑप्टिक्स) के पेंसिल बीम के विचार पर विशिष्ट (रेडिएटिव) तीव्रता का निर्माण किया गया है।<ref>Planck, M. (1914). ''The Theory of Heat Radiation'', second edition translated by M. Masius, P. Blakiston's Son and Co., Philadelphia, Chapter 1.</ref><ref>Levi, L. (1968). ''Applied Optics: A Guide to Optical System Design'', 2 volumes, Wiley, New York, volume 1, pages 119-121.</ref><ref>Born, M., Wolf, E. (1999). ''Principles of Optics: Electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light'', 7th edition, Cambridge University Press, {{ISBN|0-521-64222-1}}, pages 116-125.</ref>
वैकल्पिक रूप से आइसोट्रोपिक माध्यम में, किरणें [[ wavefront ]]्स के लिए सामान्य होती हैं, लेकिन वैकल्पिक रूप से अनिसोट्रोपिक क्रिस्टलीय माध्यम में, वे सामान्य रूप से उन मानदंडों के कोण पर होती हैं। कहने का मतलब यह है कि वैकल्पिक रूप से अनिसोट्रोपिक क्रिस्टल में, ऊर्जा सामान्य रूप से तरंगों के समकोण पर नहीं फैलती है।<ref name="BW 1999 792-795">Born, M., Wolf, E. (1999). ''Principles of Optics: Electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light'', 7th edition, Cambridge University Press, {{ISBN|0-521-64222-1}}, pages 792-795.</ref><ref name="HJ">Hecht, E., Zajac, A. (1974). ''Optics'', Addison-Wesley, Reading MA, page 235.</ref>
 


और वैकल्पिक रूप से आइसोट्रोपिक माध्यम में, किरणें [[ wavefront |वेवफ़्रंट]] के लिए सामान्य होती हैं, किन्तु वैकल्पिक रूप से अनिसोट्रोपिक क्रिस्टलीय माध्यम में, वे सामान्य रूप से उन मानदंडों के कोण पर होती हैं। कहने का तात्पर्य यह है कि वैकल्पिक रूप से अनिसोट्रोपिक क्रिस्टल में, ऊर्जा सामान्य रूप से तरंगों के समकोण पर नहीं फैलती है।<ref name="BW 1999 792-795">Born, M., Wolf, E. (1999). ''Principles of Optics: Electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light'', 7th edition, Cambridge University Press, {{ISBN|0-521-64222-1}}, pages 792-795.</ref><ref name="HJ">Hecht, E., Zajac, A. (1974). ''Optics'', Addison-Wesley, Reading MA, page 235.</ref>
== वैकल्पिक दृष्टिकोण ==
== वैकल्पिक दृष्टिकोण ==


विशिष्ट (रेडिएटिव) तीव्रता एक रेडियोमेट्रिक अवधारणा है। इससे संबंधित फोटॉन वितरण फलन के संदर्भ में तीव्रता है,<ref name="Mihalas Mihalas 1984"/><ref name="Mihalas 1978 10">Mihalas, D. (1978). ''Stellar Atmospheres'', 2nd edition, Freeman, San Francisco, {{ISBN|0-7167-0359-9}}, page 10.</ref> जो रूपक का उपयोग करता है<ref>Lamb, W.E., Jr (1995). Anti-photon, ''Applied Physics'', '''B60''': 77-84.[https://doi.org/10.1007%2FBF01135846]</ref> प्रकाश के एक कण का जो एक किरण के पथ का पता लगाता है।
विशिष्ट (रेडिएटिव) तीव्रता रेडियोमेट्रिक अवधारणा है। इससे संबंधित फोटॉन वितरण फलन के संदर्भ में तीव्रता है,<ref name="Mihalas Mihalas 1984"/><ref name="Mihalas 1978 10">Mihalas, D. (1978). ''Stellar Atmospheres'', 2nd edition, Freeman, San Francisco, {{ISBN|0-7167-0359-9}}, page 10.</ref> जो रूपक का उपयोग करता है<ref>Lamb, W.E., Jr (1995). Anti-photon, ''Applied Physics'', '''B60''': 77-84.[https://doi.org/10.1007%2FBF01135846]</ref> प्रकाश के कण का जो किरण के पथ का पता लगाता है।
 
फोटॉन और रेडियोमीट्रिक अवधारणाओं के लिए सामान्य विचार यह है कि ऊर्जा किरणों के साथ यात्रा करती है।
 
रेडियेटिव क्षेत्र का वर्णन करने का एक अन्य तरीका मैक्सवेल इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फील्ड के संदर्भ में है, जिसमें वेवफ्रंट की अवधारणा शामिल है। रेडियोमेट्रिक और फोटॉन अवधारणाओं की किरणें मैक्सवेल क्षेत्र के समय-औसत [[पोयंटिंग वेक्टर]] के साथ हैं।<ref>Mihalas, D. (1978). ''Stellar Atmospheres'', 2nd edition, Freeman, San Francisco, {{ISBN|0-7167-0359-9}}, page 11.</ref> अनिसोट्रोपिक माध्यम में, किरणें आमतौर पर वेवफ्रंट के लंबवत नहीं होती हैं।<ref name="BW 1999 792-795"/><ref name="HJ"/>


अतः फोटॉन और रेडियोमीट्रिक अवधारणाओं के लिए सामान्य विचार यह है कि ऊर्जा किरणों के साथ यात्रा करती है।


विकिरणात्मक क्षेत्र का वर्णन करने का अन्य तरीका मैक्सवेल इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फील्ड के संदर्भ में है, जिसमें वेवफ्रंट की अवधारणा सम्मिलित होते है। रेडियोमेट्रिक और फोटॉन अवधारणाओं की किरणें मैक्सवेल क्षेत्र के समय-औसत [[पोयंटिंग वेक्टर|पोयंटिंग सदिश]] के साथ हैं।<ref>Mihalas, D. (1978). ''Stellar Atmospheres'', 2nd edition, Freeman, San Francisco, {{ISBN|0-7167-0359-9}}, page 11.</ref> अनिसोट्रोपिक माध्यम में, किरणें सामान्यतः वेवफ्रंट के लंबवत नहीं होती हैं।<ref name="BW 1999 792-795"/><ref name="HJ"/>
==संदर्भ==
==संदर्भ==
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Latest revision as of 07:01, 16 July 2023

रेडियोमेट्री में, वर्णक्रमीय प्रकाश या विशिष्ट तीव्रता प्रति इकाई आवृत्ति या तरंग दैर्ध्य की सतह की प्रकाश होती है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि वर्णक्रमीय रेडियोमेट्रिक मात्रा को आवृत्ति या तरंग दैर्ध्य के कार्य के रूप में लिया जाता है या नहीं। और आवृत्ति में वर्णक्रमीय प्रकाश की इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली वाट प्रति स्टेरेडियन प्रति वर्ग मीटर प्रति हेटर्स है (W·sr−1·m−2·Hz−1) और तरंग दैर्ध्य में वर्णक्रमीय प्रकाश वाट प्रति स्टेरेडियन प्रति वर्ग मीटर प्रति मीटर है (W·sr−1·m−3)—सामान्यतः पर वाट प्रति स्टेरेडियन प्रति वर्ग मीटर प्रति नैनोमीटर (W·sr−1·m−2·nm−1). कुछ क्षेत्रों में वर्णक्रमीय प्रकाश को मापने के लिए माइक्रोफ़्लिक का भी उपयोग किया जाता है।[1][2]

इस प्रकार से वर्णक्रमीय प्रकाश थर्मल विकिरण और प्रकाश सहित किसी भी प्रकार के शास्त्रीय विद्युत चुंबकत्व के क्षेत्र (भौतिकी) का पूर्ण रेडियोमेट्री विवरण प्रस्तुत करती है।किन्तु यह जेम्स क्लर्क मैक्सवेल विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र या फोटॉन डिस्ट्रीब्यूशन के स्पष्ट शब्दों में विवरण से अवधारणात्मक रूप से अलग होता है। और यह भौतिक भौतिकी को मनो भौतिक से भिन्न माना जाता है।

विशिष्ट तीव्रता की अवधारणा के लिए, विकिरण के प्रसार की रेखा अर्ध-पारदर्शी माध्यम में होती है जो इसके ऑप्टिकल गुणों में निरंतर बदलती रहती है। इस प्रकार से अवधारणा क्षेत्र को संदर्भित करती है, जो की स्रोत क्षेत्र के तत्व से प्रसार की रेखा के समकोण पर विमान में प्रक्षेपित होती है, और स्रोत क्षेत्र के तत्व पर डिटेक्टर द्वारा अंतरित ठोस कोण के तत्व को संदर्भित करता है।।[3][4][5][6][7][8][9]

अतः प्रकाश शब्द का प्रयोग कभी-कभी इस अवधारणा के लिए भी किया जाता है।[3][10] जो की इस प्रक्रिया में एसआई प्रणाली बताती है कि प्रकाश शब्द का बहुत अधिक प्रयोग नहीं किया जाना चाहिए, किन्तु इसके अतिरिक्त केवल मनोभौतिकी को संदर्भित करना चाहिए।

विशिष्ट (विकिरणीय) तीव्रता की परिभाषा के लिए ज्यामिति। और ज्यामिति में पारस्परिकता के नियमों की क्षमता पर ध्यान दें।

परिभाषा

इस प्रकार से विशिष्ट (विकिरण) तीव्रता मात्रा है जो की ऊर्जा के विकिरण हस्तांतरण की दर का वर्णन करती है P1, निर्देशांक के साथ अंतरिक्ष का बिंदु x, समय पर t. यह सामान्यतः चार चरों का अदिश-मूल्यवान कार्य करती है[3][4][5][11][12][13] अतः इसे इस प्रकार से लिखा गया है

I (x, t ; r1, ν)

जहाँ :

ν आवृत्ति को दर्शाया जाता है।
r1 ज्यामितीय सदिश की दिशा और अर्थ के साथ इकाई सदिश को दर्शाता है r से प्रसार की पंक्ति में
प्रभावी स्रोत बिंदु P1, को
एक पहचान बिंदु P2.

I (x, t ; r1, ν) को इस प्रकार परिभाषित किया गया है कि आभासी स्रोत क्षेत्र, dA1, बिंदु युक्त P1, ऊर्जा की छोटी लेकिन सीमित मात्रा का स्पष्ट उत्सर्जक है dE आवृत्तियों के विकिरण द्वारा पहुँचाया जाता है (ν, ν + dν) कम समय में dt , जहाँ

dE = I (x, t ; r1, ν) cos θ1 dA1 dΩ1 dν dt ,

और जहां θ1 प्रसार रेखा r और सामान्य P1N1 से dA1 के बीच का कोण है; dE का प्रभावी गंतव्य एक परिमित छोटा क्षेत्र dA2, है जिसमें बिंदु P2 , सम्मिलित है, जो r की दिशा में P1 के बारे में एक परिमित छोटे ठोस कोण dΩ1 को परिभाषित करता है। कोसाइन आर द्वारा इंगित प्रसार रेखा के समकोण पर एक विमान में स्रोत क्षेत्र dA1 के प्रक्षेपण के लिए उत्तरदायी है।

क्षेत्रों dAi के लिए विभेदक संकेतन का उपयोग इंगित करता है कि वे सदिश r के परिमाण का वर्ग r2, तुलना में बहुत छोटे हैं, और इस प्रकार ठोस कोण dΩi भी छोटे हैं।

ऐसा कोई विकिरण नहीं है जिसके स्रोत के रूप में P1 उत्तरदायी ठहराया गया हो स्वयं इसके स्रोत के रूप में, क्योंकि P1 बिंदु (ज्यामिति) है जिसका कोई परिमाण नहीं है। सीमित मात्रा में प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए परिमित क्षेत्र की आवश्यकता होती है।

अपरिवर्तनीयता

इस प्रकार के निर्वात में प्रकाश के प्रसार के लिए, विशिष्ट (विकिरण) तीव्रता की परिभाषा अप्रत्यक्ष रूप से विकिरण प्रसार के व्युत्क्रम वर्ग नियम की अनुमति देती है।[12][14] बिंदु P1 पर स्रोत की विशिष्ट (विकिरण) तीव्रता की अवधारणा यह मानती है कि बिंदु P2 पर गंतव्य डिटेक्टर में ऑप्टिकल डिवाइस (टेलिस्कोपिक लेंस इत्यादि) हैं जो स्रोत क्षेत्र dA1 के विवरण को हल कर सकते हैं . फिर स्रोत की विशिष्ट विकिरण तीव्रता स्रोत से डिटेक्टर की दूरी से स्वतंत्र होती है; यह अकेले स्रोत की संपत्ति है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इसे प्रति इकाई ठोस कोण के रूप में परिभाषित किया गया है, जिसकी परिभाषा पता लगाने वाली सतह के क्षेत्र dA2 को संदर्भित करती है।

इसे चित्र को देखकर समझा जा सकता है। कारक cos θ1 में प्रभावी उत्सर्जक क्षेत्र dA1 को एक आभासी प्रक्षेपित क्षेत्र cos θ1 dA1 = r2 dΩ2 में स्रोत से सूचक तक सदिश r के समकोण पर परिवर्तित करने का प्रभाव होता है। ठोस कोण dΩ1 में पता लगाने वाले क्षेत्र dA2 को एक आभासी प्रक्षेपित क्षेत्र cos θ2 dA2 = r2 dΩ1 में सदिश r के समकोण पर परिवर्तित करने का भी प्रभाव होता है, जिससे dΩ1 = cos θ2 dA2 / r2 हो। एकत्रित ऊर्जा dE के लिए उपरोक्त अभिव्यक्ति में dΩ1 के लिए इसे प्रतिस्थापित करने पर, कोई dE = I (x, t ; r1, ν) cos θ1 dA1 cos θ2 dA2 dν dt / r2 पाता है: जब क्षेत्रों और कोणों dA1 और dA2का उत्सर्जन और पता चलता है ,dA2 θ1और θ2 को स्थिर रखा जाता है, एकत्रित ऊर्जा dE अपरिवर्तनीय I (I (x, t ; r1, ν)) के साथ उनके बीच की दूरी r के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होती है।

इसे इस कथन द्वारा भी व्यक्त किया जा सकता है किI (x, t ; r1, ν) r की लंबाई r के संबंध में अपरिवर्तनीय है; कहने का तात्पर्य यह है कि, नियमावली कि ऑप्टिकल उपकरणों में पर्याप्त रिज़ॉल्यूशन हो, और संचारण माध्यम पूरी तरह से पारदर्शी हो, उदाहरण के लिए वैक्यूम, तो स्रोत की विशिष्ट तीव्रता किरण r की लंबाई r से अप्रभावित रहती है।[12][14][15]

एक गैर-इकाई गैर-समान अपवर्तक सूचकांक के साथ पारदर्शी माध्यम में प्रकाश के प्रसार के लिए, किरण के साथ अपरिवर्तनीय मात्रा पूर्ण अपवर्तक सूचकांक के वर्ग द्वारा विभाजित विशिष्ट तीव्रता है।[16]

पारस्परिकता

एक अर्ध-पारदर्शी माध्यम में प्रकाश के प्रसार के लिए, अवशोषण और उत्सर्जन के कारण विशिष्ट तीव्रता किरण के साथ अपरिवर्तित नहीं होती है। इस प्रकार से, स्टोक्स-हेल्महोल्ट्ज़ हेल्महोल्ट्ज़ पारस्परिकता | प्रत्यावर्तन-पारस्परिकता सिद्धांत लागू होता है, क्योंकि स्थिर माध्यम में बिंदु पर किसी दिए गए दिशा के दोनों इंद्रियों के लिए अवशोषण और उत्सर्जन समान होते हैं।

घटनाक्रम और पारस्परिकता

एटेंड्यू शब्द का प्रयोग विशेष रूप से ज्यामितीय भाग पर ध्यान केंद्रित करने के लिए किया जाता है। एटेंड्यू के पारस्परिक चरित्र को इसके चरित्र का संकेत दिया गया है। एटेंड्यू को दूसरे अंतर के रूप में परिभाषित किया गया है। वर्तमान लेख के अंकन में, प्रकाश की पेंसिल बीम के एटेंड्यू, d2G का दूसरा अंतर, जो दो सतह तत्वों dA1 और dA2 को "जोड़ता है" के रूप में परिभाषित किया गया है

d2G = dA1 cos θ1 dΩ1 = = dA2 cos θ2 dΩ2.

यह स्टोक्स-हेल्महोल्ट्ज़ प्रत्यावर्तन-पारस्परिकता सिद्धांत के ज्यामितीय भाग को समझने में सहायता कर सकता है।

कोलिमेटेड बीम

इस प्रकार से वर्तमान उद्देश्यों के लिए, तारे से प्रकाश को व्यावहारिक रूप से संपार्श्विक प्रकाश के रूप में माना जा सकता है, किन्तु इसके अतिरिक्त, संमिलित बीम संभवतः ही कभी प्रकृति में पाया जाता है, चूँकि कृत्रिम रूप से उत्पादित बीम बहुत पास हो सकते हैं। कुछ उद्देश्यों के लिए सूर्य की किरणों को व्यावहारिक रूप से समांतरित माना जा सकता है, क्योंकि सूर्य चाप के केवल 32′ का कोण अंतरित करता है।[17] विशिष्ट (विकिरणात्मक) तीव्रता असम्बद्ध विकिरण क्षेत्र के विवरण के लिए उपयुक्त है। वर्णक्रमीय प्रवाह घनत्व की परिभाषा के लिए उपयोग किए जाने वाले ठोस कोण के संबंध में विशिष्ट (विकिरण) तीव्रता के अभिन्न अंग, किन्तु संगृहीत बीम के लिए एकवचन हैं, या डायराक डेल्टा कार्यों के रूप में देखे जा सकते हैं। इसलिए, विशिष्ट (विकिरणात्मक) तीव्रता समांतर बीम के विवरण के लिए अनुपयुक्त है, जबकि वर्णक्रमीय प्रवाह घनत्व उस उद्देश्य के लिए उपयुक्त होते है।[18]

किरणें

इस प्रकार से किरणें (ऑप्टिक्स) के पेंसिल बीम के विचार पर विशिष्ट (रेडिएटिव) तीव्रता का निर्माण किया गया है।[19][20][21]

और वैकल्पिक रूप से आइसोट्रोपिक माध्यम में, किरणें वेवफ़्रंट के लिए सामान्य होती हैं, किन्तु वैकल्पिक रूप से अनिसोट्रोपिक क्रिस्टलीय माध्यम में, वे सामान्य रूप से उन मानदंडों के कोण पर होती हैं। कहने का तात्पर्य यह है कि वैकल्पिक रूप से अनिसोट्रोपिक क्रिस्टल में, ऊर्जा सामान्य रूप से तरंगों के समकोण पर नहीं फैलती है।[22][23]

वैकल्पिक दृष्टिकोण

विशिष्ट (रेडिएटिव) तीव्रता रेडियोमेट्रिक अवधारणा है। इससे संबंधित फोटॉन वितरण फलन के संदर्भ में तीव्रता है,[5][24] जो रूपक का उपयोग करता है[25] प्रकाश के कण का जो किरण के पथ का पता लगाता है।

अतः फोटॉन और रेडियोमीट्रिक अवधारणाओं के लिए सामान्य विचार यह है कि ऊर्जा किरणों के साथ यात्रा करती है।

विकिरणात्मक क्षेत्र का वर्णन करने का अन्य तरीका मैक्सवेल इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फील्ड के संदर्भ में है, जिसमें वेवफ्रंट की अवधारणा सम्मिलित होते है। रेडियोमेट्रिक और फोटॉन अवधारणाओं की किरणें मैक्सवेल क्षेत्र के समय-औसत पोयंटिंग सदिश के साथ हैं।[26] अनिसोट्रोपिक माध्यम में, किरणें सामान्यतः वेवफ्रंट के लंबवत नहीं होती हैं।[22][23]

संदर्भ

  1. Palmer, James M. "रेडियोमेट्री और फोटोमेट्री के लिए एसआई प्रणाली और एसआई इकाइयां" (PDF). Archived from the original (PDF) on August 2, 2012.
  2. Rowlett, Russ. "How Many? A Dictionary of Units of Measurement". Retrieved 10 August 2012.
  3. 3.0 3.1 3.2 Planck, M. (1914) The Theory of Heat Radiation, second edition translated by M. Masius, P. Blakiston's Son and Co., Philadelphia, pages 13-15.
  4. 4.0 4.1 Chandrasekhar, S. (1950). Radiative Transfer, Oxford University Press, Oxford, pages 1-2.
  5. 5.0 5.1 5.2 Mihalas, D., Weibel-Mihalas, B. (1984). Foundations of Radiation Hydrodynamics, Oxford University Press, New York ISBN 0-19-503437-6., pages 311-312.
  6. Goody, R.M., Yung, Y.L. (1989). Atmospheric Radiation: Theoretical Basis, 2nd edition, Oxford University Press, Oxford, New York, 1989, ISBN 0-19-505134-3, page 16.
  7. Liou, K.N. (2002). An Introduction of Atmospheric Radiation, second edition, Academic Press, Amsterdam, ISBN 978-0-12-451451-5, page 4.
  8. Hapke, B. (1993). Theory of Reflectance and Emittance Spectroscopy, Cambridge University Press, Cambridge UK, ISBN 0-521-30789-9, page 64.
  9. Rybicki, G.B., Lightman, A.P. (1979/2004). Radiative Processes in Astrophysics, reprint, John Wiley & Sons, New York, ISBN 0-471-04815-1, page 3.
  10. Born, M., Wolf, E. (1999). Principles of Optics: Electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light, 7th edition, Cambridge University Press, ISBN 0-521-64222-1, page 194.
  11. Kondratyev, K.Y. (1969). Radiation in the Atmosphere, Academic Press, New York, page 10.
  12. 12.0 12.1 12.2 Mihalas, D. (1978). Stellar Atmospheres, 2nd edition, Freeman, San Francisco, ISBN 0-7167-0359-9, pages 2-5.
  13. Born, M., Wolf, E. (1999). Principles of Optics: Electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light, 7th edition, Cambridge University Press, ISBN 0-521-64222-1, pages 194-199.
  14. 14.0 14.1 Rybicki, G.B., Lightman, A.P. (1979). Radiative Processes in Astrophysics, John Wiley & Sons, New York, ISBN 0-471-04815-1, pages 7-8.
  15. Bohren, C.F., Clothiaux, E.E. (2006). Fundamentals of Atmospheric Radiation, Wiley-VCH, Weinheim, ISBN 3-527-40503-8, pages 191-192.
  16. Planck, M. (1914). The Theory of Heat Radiation, second edition translated by M. Masius, P. Blakiston's Son and Co., Philadelphia, page 35.
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