Intensidad radiante

En radiometría, la intensidad radiante es la medida de la potencia (o flujo de energía) de la radiación electromagnética emitida por una fuente cuasi puntual, por unidad de ángulo sólido, en una dirección determinada.

Radar del Museo de las Fuerzas Aéreas de Israel para detectar la intensidad radiante.

La intensidad radiante es distinta de la irradiancia y la emitancia, que a menudo se denominan intensidad en ramas de la física distintas de la radiometría. En la ingeniería de radiofrecuencia, la intensidad radiante a veces también se denomina intensidad de radiación.

Definición matemática

La intensidad radiante, denotada I_e,Ω ("e" para "energético", para evitar confusión con cantidades fotométricas, y "Ω" para indicar que se trata de una cantidad direccional), se define como^[1]

${\displaystyle I_{\mathrm {e} ,\Omega }={\frac {\partial \Phi _{\mathrm {e} }}{\partial \Omega }},}$

dónde

• ∂ es el símbolo de derivada parcial;
• Φ_e es el flujo radiante emitido, reflejado, transmitido o recibido;
• Ω es el ángulo sólido.

Al calcular la intensidad radiante emitida por una fuente, Ω se refiere al ángulo sólido en el que se emite la luz. Al calcular la radiancia recibida por un detector, Ω se refiere al ángulo sólido subtendido por la fuente como se ve desde ese detector.

Ingeniería de radiofrecuencia

La intensidad radiante se utiliza para caracterizar la emisión de radiación por una antena:^[2]

${\displaystyle I_{\mathrm {e} ,\Omega }=E_{\mathrm {e} }(r)\,r^{2},}$

dónde

• E_e es la irradiancia de la antena;
• r es la distancia desde la antena.

Unidades

La unidad del Sistema Internacional de Unidades (SI) para la intensidad radiante es el vatio por estereorradián (W/sr).

Unidades radiométricas del SI

Magnitud		Unidad		Dimensión	Notas
Nombre	Símbolo[3]	Nombre	Símbolo
Energía radiante	Qe[4]	julio	J	M⋅L2⋅T−2	Energía de la radiación electromagnética.
Densidad de energía radiante	we	julio por metro cúbico	J/m3	M⋅L−1⋅T−2	Energía radiante por unidad de volumen.
Flujo radiante	Φe[4]	vatio	W = J/s	M⋅L2⋅T−3	Energía radiante emitida, reflejada, transmitida o recibida, por unidad de tiempo. A esto a veces también se le llama "potencia radiante", y se llama luminosidad en astronomía.
Flujo espectral	Φe,ν[5]	vatio por hercio	W/Hz	M⋅L2⋅T−2	Flujo radiante por unidad de frecuencia o longitud de onda. Este último se mide comúnmente en W⋅nm−1.
	Φe,λ[6]	vatio por metro	W/m	M⋅L⋅T−3
Intensidad radiante	Ie,Ω[7]	vatio por estereorradián	W/sr	M⋅L2⋅T−3	Flujo radiante emitido, reflejado, transmitido o recibido, por unidad de ángulo sólido. Es una cantidad "direccional".
Intensidad espectral	Ie,Ω,ν[5]	vatio por estereorradián por hercio	W⋅sr−1⋅Hz−1	M⋅L2⋅T−2	Intensidad radiante por unidad de frecuencia o longitud de onda. Este último se mide comúnmente en W⋅sr−1⋅nm−1. Es una magnitud direccional.
	Ie,Ω,λ[6]	vatio por estereorradián por metro	W⋅sr−1⋅m−1	M⋅L⋅T−3
Radiancia	Le,Ω[7]	vatio por estereorradián por metro cuadrado	W⋅sr−1⋅m−2	M⋅T−3	Flujo radiante emitido, reflejado, transmitido o recibido por una superficie, por unidad de ángulo sólido por unidad de área proyectada. Es una cantidad "direccional", a la que a veces también se le llama confusamente "intensidad".
Radiancia espectral Intensidad específica	Le,Ω,ν[5]	vatio por estereorradián por metro cuadrado por hercio	W⋅sr−1⋅m−2⋅Hz−1	M⋅T−2	Resplandor de una superficie por unidad de frecuencia o longitud de onda. Este último se mide comúnmente en W⋅sr−1⋅m−2⋅nm−1. Es una cantidad "direccional", a la que a veces también se le llama confusamente "intensidad espectral".
	Le,Ω,λ[6]	vatio por estereorradián por metro cuadrado, por metro	W⋅sr−1⋅m−3	M⋅L−1⋅T−3
Irradiancia Densidad de flujo	Ee[4]	vatio por metro cuadrado	W/m2	M⋅T−3	Flujo radiante recibido por una superficie por unidad de área. A esto a veces también se le llama confusamente "intensidad".
Irradiancia espectral Densidad de flujo espectral	Ee,ν[5]	vatio por metro cuadrado por hercio	W⋅m−2⋅Hz−1	M⋅T−2	Irradiancia de una superficie por unidad de frecuencia o longitud de onda. A esto a veces también se le llama confusamente "intensidad espectral". Las unidades de densidad de flujo espectral que no pertenecen al SI incluyen jansky (unidad) ((1 Jy = 10−26 W⋅m−2⋅Hz− 1)) y unidad de flujo solar ((1 sfu = 10−22 W⋅m−2⋅Hz−1 = 104 Jy)).
	Ee,λ[6]	vatio por metro cuadrado, por metro	W/m3	M⋅L−1⋅T−3
Radiosidad	Je[4]	vatio por metro cuadrado	W/m2	M⋅T−3	Flujo radiante que sale (emitido, reflejado y transmitido por) una superficie por unidad de área. A esto a veces también se le llama confusamente "intensidad".
Radiosidad espectral	Je,ν[5]	vatio por metro cuadrado por hercio	W⋅m−2⋅Hz−1	M⋅T−2	Radiosidad de una superficie por unidad de frecuencia o longitud de onda. Este último se mide comúnmente en W⋅m−2⋅nm−1. A esto a veces también se le llama confusamente "intensidad espectral".
	Je,λ[6]	vatio por metro cuadrado, por metro	W/m3	M⋅L−1⋅T−3
Salida radiante	Me[4]	vatio por metro cuadrado	W/m2	M⋅T−3	Flujo radiante emitido por una superficie por unidad de área. Este es el componente emitido de la radiosidad. "Emitancia radiante" es un término antiguo para esta cantidad. A esto a veces también se le llama confusamente "intensidad".
Salida espectral	Me,ν[5]	vatio por metro cuadrado por hercio	W⋅m−2⋅Hz−1	M⋅T−2	Exitancia radiante de una superficie por unidad de frecuencia o longitud de onda. Este último se mide comúnmente en W⋅m−2⋅nm−1. "Emitancia espectral" es un término antiguo para esta cantidad. A esto a veces también se le llama confusamente "intensidad espectral".
	Me,λ[6]	vatio por metro cuadrado, por metro	W/m3	M⋅L−1⋅T−3
Exposición radiante	He	julio por metro cuadrado	J/m2	M⋅T−2	Energía radiante recibida por una superficie por unidad de área, o equivalentemente irradiancia de una superficie integrada a lo largo del tiempo de irradiación. A esto a veces también se le llama "fluencia radiante".
Exposición espectral	He,ν[6]	julio por metro cuadrado por hercio	J⋅m−2⋅Hz−1	M⋅T−1	Exposición radiante de una superficie por unidad de frecuencia o longitud de onda. Este último se mide comúnmente en J⋅m−2⋅nm−1. A esto a veces también se le llama "fluencia espectral".
	He,λ[6]	julio por metro cuadrado, por metro	J/m3	M⋅L−1⋅T−2
Véase también: Sistema Internacional de Unidades, Radiometría y Fotometría

Véase también

• Candela
• Energía radiante

Referencias

1. «Thermal insulation — Heat transfer by radiation — Physical quantities and definitions». ISO 9288:1989. ISO catalogue. 1989. Consultado el 15 de marzo de 2015.
2. de Kraus, John; Marhefka, Ronald J. (2002). Antennas for all applications (3rd edición). ISBN 0-07-232103-2.
3. Las organizaciones de estándares recomiendan que las magnitudes radiométricas se denoten con el sufijo e (de energético) para evitar confusión con cantidades fotométricas o fotónicas.
4. A veces se ven símbolos alternativos: W o E para energía radiante, P o F para flujo radiante, I para irradiancia, W para salida radiante.
5. Las magnitudes espectrales dadas por unidad de frecuencia se denotan con el sufijo "ν" (letra griega nu, que no debe confundirse con la letra "v", que indica una magnitud fotométrica.
6. Las cantidades espectrales dadas por unidad de longitud de onda se denotan con el sufijo "λ".
7. Las cantidades direccionales se indican con el sufijo "Ω".

• Datos: Q1253365