Radiomeetria

**Radiomeetria** on füüsikas elektromagnetkiirguse energia ja selle jaotuse mõõtmine; geoloogias maakoore loodusliku radioaktiivsuse mõõtmise meetod.

## Tähtsamad radiomeetrilised suurused
Radiomeetrias mõõdetakse elektromagnetkiirgusena leviva energia jaotust ruumis. Kuna inimsilma tundlikkus on eri lainepikkustel oluliselt erisugune, siis valguse nähtavuse iseloomustamiseks kasutatakse radiomeetriliste suuruste asemel fotomeetrilisi suurusi.

### Kiirgusvoog
**Kiirgusvoog** (ingl k *radiant flux*) on energiahulk, mida kiirgus kannab ajaühikus läbi mingi pinna. See on radiomeetria põhisuurus. Kiirgusvoo ühik on vatt.

\Phi_e = \int_\Sigma \left\langle \vec{S} \right\rangle \,d\Sigma

Siin \Sigma on mingi pind, üle mille integreeritakse ja \vec{S} on Poyntingi vektor.

Kui meid huvitab kiirgusvoo spektraalne jaotus, siis kasutatakse suurust **kiirgusvoo spektraalne tihedus**, mis iseloomustab kiirgusvoo hulka spektrivahemikus (λ,λ+dλ):

\phi_{e,\lambda} = \frac{d\Phi_e(\lambda)}{d\lambda}

Kuigi kiirgusvoo spektraalse tiheduse põhiühik on W/m, on tihti praktilisem ühik W/nm.

### Kiirgustugevus
**Kiirgustugevus** (ingl k *radiant intensity*) I_e iseloomustab kiirgavalt kehalt lähtuvat kiirgusvoogu ja on määratud ruumielementi d\Omega sattuva kiirgusvooga.
:I_{\mathrm{e},\Omega} = \frac{\text{d} \Phi_\mathrm{e}}{\text{d} \Omega},
Seega on kiirgustugevuse dimensioon W/sr. Üldjuhul sõltub kiirgustugevus suunast: J_e = J_e(\theta,\phi) ja kogu kehalt lähtuva kiirgusvoo saab integreerides üle kogu ruuminurga:

\Phi_{e,kogu} = \int_{4\pi} J_e(\theta,\phi)\,d\Omega

Isotroopse kiirguri puhul \Phi_{e,kogu} = 4\, \pi J_e. Kiirgustugevus võib sõltuda ka lainepikkusest. Sel juhul räägitakse **kiirgustugevuse spektraalsest tihedusest**:

j_{e,\lambda} = \frac{dJ_e(\lambda)}{d\lambda}

### Kirkus
**Kirkus** (ing. k *radiance*) iseloomustab ruumi- ja mittepunktvalgusallikate kiiratud valgust. Mõõdetakse kiirgusvoogu d\Phi_e antud suunas ruuminurka d\Omega sõltuvana nähtava pinna suurusest d\Sigma\cdot \cos(\theta) :

L_e = \frac{d\Phi_e}{d\Sigma  \cos(\theta) d\Omega} 

Kirkuse dimensioon on W/(m²sr). Kui kiirguri pinnalt levib kiirgus igas suunas ühtemoodi (isotroopne kiirgur), siis

d\Psi_e = L_e \cdot d\Sigma \cdot \cos(\theta) \cdot d\Omega

ehk kiirgusvoog sõltub siis ainult nähtava pinna suurusest – sisuliselt ainult kiirguri pinna nurgast. Selliseid valgusallikaid nimetatakse Lamberti kiirguriteks ja neid iseloomustab Lamberti seadus. Sellisteks kiirgusallikateks on näiteks absoluutselt must keha või mattklaasiga lamp.

Kirkusega iseloomustatakse ka passiivseid kiirgureid ehk peegeldajaid.

### Kiirgavus
**Kiirgavuseks** (ingl k *radiant excitance*) nimetatakse kogu kiirgusvoogu pinnaelemendilt:

M_e = \frac{d\Phi}{d\Sigma}

Kiirgavuse mõõtühik on W/m² (watt ruutmeetrilt). **Kiirgavuse spektraalne tihedus**:

m_{e,\lambda} = \frac{\,dM_e(\lambda)}{d\lambda}.

Vastavalt Lamberti koosinusseadusele M_e = \,\pi L_e.

### Kiiritustihedus
**Kiiritustiheduseks** (ingl k irradiance) nimetatakse pinnale d\sigma nurga \theta all langevat kiirgusvoogu d\Phi_e:

E_e = \frac{d\Phi_e}{d\sigma} \cos{\theta}.

Kiiritustiheduse dimensioon on W/m² (watt ruutmeetrile). **Kiiritustiheduse spektraalne tihedus** defineeritakse analoogselt kiirgavuse spektraalse tihedusega.

Isotroopse valgusallika puhul on punktallika kiiritustihedus allikast kaugusel r :

E_e=\frac{d\Phi_e}{d\sigma}=\frac{J_e \cdot d\Omega}{r^2 \cdot d\Omega } = \frac{J_e}{r^2}.

## Vaata ka
* Fotomeetria
* Kiirgusfüüsika

## Viited

## Kirjandus

* Wendlandt, W.W.M., Hecht, H.G. Reflectance Spectroscopy. Wiley, 1966.
* Nicodemus, F.E., Richmond, J.C., Hsia, J.J., Venable, V.H., Jr., Ginsberg, I.W., Limperis, T. Geometrical Considerations for Reflectance Nomenclature. National Bureau of Standards Report, 1977.
* Terminology and Units of Radiation Quantities and Measurements. Ed. by E. Raschke. IAMAP, Radiation Commission, Boulder, Col., 1978.
* Vainikko, G. Kiirguslevi. Matemaatilise füüsika täiendavaid peatükke. Tartu Ülikool, Arvutusmatemaatika kateeder, Tartu, 1990.
* Kuusk, A. Kiirguslevi. Biogeofüüsika õppetool, Tartu-Tõravere, 1993.
* Lenoble, J. Atmospheric Radiative Transfer. A. Deepak Publishing, 1993.
* Veismann, U. Keskkonna kaugsondeerimine. Meetodid ja vahendid. Eesti Merehariduskeskus, TÜ Keskkonnafüüsika Instituut, Tallinn, 1994.
* DeCusatis, C. (Ed.) Handbook of Applied Photometry. Springer, 1998.
* Rieke, G. Detection of Light. From the Ultraviolet to the Submillimeter. 2nd edition. Cambridge University Press, 2003.
* Vardavas, I.M., Taylor, F.W. Radiation and Climate. Oxford University Press, 2007.

## Välislingid
* TÜ aine "Optika" aineveeb. Materjalide autorid Hans Korge ja Mati Laan
*  Radiomeetria. Fotomeetria. Koostanud Hans Korge