Strålningsfältet

Strålningsfältet är elektromagnetiska strålningens fält som finns i ett område och kan behandlas både som ett klassiskt fält och som ett kvantfält av fotoner. Det omfattar hela spektrumet av elektromagnetisk strålning, från radiovågor och synligt ljus till ultraviolett, infraröd och röntgenstrålning, samt explain hur strålningen sprids, absorberas och påverkar materia.

I den klassiska bilden uppträder strålningen som oscillerande elektriska och magnetiska fält som är vinkelräta mot varandra och mot spridningsriktningen. Energin överförs genom Poynting-vektorn S = (1/μ0) E × B. Den tidsmedelade energiflödet per yta kallas irradians eller intensitet. För en plan våg är S = E^2/(2 μ0 c) och sambandet mellan energi- och energiflödesbegreppen är S = u c, där u är energidensiteten.

Energi lagras i fältet och kan beskrivas som u = (ε0 E^2)/2 + (B^2)/(2 μ0). I fallet av en plan våg är medelvärdena sådana att S = u c. Strålningsfältet uppvisar vanligtvis olika områden, nära fältet nära källan och långt fältet där vågorna uppträder mera som plana vågor.

Kvantmässigt beskriver strålningsfältet fotoner, varje foton med energin E = hν. Intensitet och irradians relaterar till fotonflöden och spektrumet. Särskilda radiometriska storheter används för att beskriva hur strålningen distribueras i riktning och över frekvens, såsom radians och spektral radians.

Mätningar och enheter innefattar irradians (W/m^2), radians (W/(sr m^2)) och spektral radians (W/(m^2 sr Hz)). Strålningsfältet är centralt för optik, klimatfysik, fjärranalys, solar energi och radiativ uppvärmning av material.