Eléments de photométrie énergétique : Page pour l'impression

Avertissement !

Plusieurs échelles énergétiques cohabitent en astrophysique, certaine classiques (eV et multiples...), d'autres spécifiques (Jansky, magnitude, K ...). Si d'une part les termes en usage en astronomie ne correspondent pas nécessairement aux définitions radiométriques, rien ne garantit dans un document donné l'adéquation exacte entre le sens local et la définition plus générale !

Pour s'y retrouver, il faut le plus souvent veiller à la cohérence d'un terme par rapport à sa définition donnée, et s'appuyer sur son unité.

Définitions

Définitions, à propos du rayonnement d'une étoile :

La luminosité correspond à la puissance totale rayonnée. Comme toute puissance, elle se mesure en watts (SI).
Lorsque cette puissance est considérée par unité de surface, on parle d'éclairement, ou de flux.
Si la dépendance en fonction de la couleur apparaît, on définit la densité spectrale d'éclairement ou éclairement monochromatique, mais il faut préciser si l'intervalle spectral est divisé selon la longueur d'onde du photon, ou bien selon sa fréquence... ou selon toute autre unité spectrale.
La notion de luminance ou d'intensité rend compte de l'émission par unité d'angle solide. C'est elle qui intervient dans la loi de rayonnement du corps noir.

Définitions de grandeurs photométriques
Grandeur	(terme en radiométrie)	Définition	Unité $^\star$
Puissance, luminosité	(flux)	Puissance	W
Radiance	(émittance)	Puissance émise par unité de surface normale à la propagation	${\,\mathrm{W}}{ {\,\mathrm{m}}}^{-2}$
Eclairement, flux	(irradiance)	Puissance reçue par unité de surface normale à la propagation	${\,\mathrm{W}}{ {\,\mathrm{m}}}^{-2}$
Luminance, brillance	(radiance)	Puissance par unité de surface normale à la propagation, et par unité d'angle solide	${\,\mathrm{W}}{ {\,\mathrm{m}}}^{-2} {\,\mathrm{sr}}^{-1}$
Eclairement monochromatique		Puissance par unité de surface et par unité spectrale	${\,\mathrm{W}} { {\,\mathrm{m}}}^{-2} {\,\mu\mathrm{m}}^{-1}$
Intensité, luminance monochromatique		Puissance transportée par unité spectrale, par unité d'angle solide, et par unité d'élément de surface	${\,\mathrm{W}} { {\,\mathrm{m}}}^{-2} {\,\mathrm{sr}}^{-1} {\,\mu\mathrm{m}}^{-1}$

$^\star$ avec comme unité spectrale la longueur d'onde exprimée en micromètre.

Conversions

Difficulté : ☆ Temps : 20 min

Question 1)

Reprendre les unités du tableau définissant les grandeurs photométriques, et les redéfinir dans le cas où l'unité spectrale choisie pour le rayonnement est la fréquence, en Hertz, et non le micromètre.

Eléments de photométrie énergétique

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Réponses aux exercices

Exercice 'Conversions'

Grandeur	Définition	Unité	Remarque
Puissance, luminosité	Puissance	W	pas de changement !
Eclairement, flux	Puissance par unité de surface normale à la propagation	${\,\mathrm{W}} { {\,\mathrm{m}}}^{-2}$	Non plus
Eclairement monochromatique	Puissance par unité de surface et par unité spectrale	${\,\mathrm{W}} { {\,\mathrm{m}}}^{-2} {\,\mathrm{Hz}}^{-1}$
Intensité, luminance monochromatique	Puissance transportée par unité spectrale, par unité d'angle solide, et par unité d'élément de surface	${\,\mathrm{W}} {m}^{-2} {\,\mathrm{sr}}^{-1} {\,\mathrm{Hz}}^{-1}$