величина

интенсивность

Мера мощности света на единицу площади, здесь достигающая 89% направленности.
6 статей · 6 формул

Описание

Интенсивность в физике — это мощность, переносимая через единицу площади, обычно для волн, таких как свет или звук. Она показывает, сколько энергии проходит через данную поверхность за единицу времени. В контексте света интенсивность часто связана с яркостью, воспринимаемой глазом или детектором. Упоминание «89% направленности» предполагает сценарий, при котором источник света излучает большую часть своей энергии в определённом направлении, а не равномерно во все стороны.

История

Понятие интенсивности использовалось с ранних исследований оптики и акустики, а формальные определения были установлены в XIX веке.

Как это работает

Для точечного источника, излучающего свет равномерно, интенсивность убывает пропорционально квадрату расстояния от источника. Однако если источник направленный, например лазер или сфокусированный пучок, интенсивность может оставаться высокой на больших расстояниях, поскольку энергия концентрируется в узком конусе. «89% направленности» означает, что 89% излучаемой мощности заключено в малом телесном угле, что делает пучок сильно коллимированным.

Где применяется

Измерения интенсивности фундаментальны в таких областях, как астрономия (для определения яркости звёзд), медицинская визуализация (ультразвук) и телекоммуникации (волоконная оптика).

Любопытный факт

Интенсивность солнечного света у поверхности Земли составляет около 1000 ватт на квадратный метр в ясный день.

Граф понятий →

Формулы

$$I = I_0 e^{-\sigma n x}$$
Интенсивность убывает экспоненциально с ростом столбцовой плотности поглотителей.
Что в формуле
IпеременнаяИнтенсивность прошедшего излучения — интенсивность Вт/м²
I_0переменнаяИнтенсивность падающего излучения — интенсивность Вт/м²
σпеременнаяСечение поглощения на один поглотитель — сечение м²
nпеременнаяОбъёмная плотность поглотителей — number density 1/м³
xпеременнаяДлина пути в среде — длина м
$$\alpha = \frac{I_1}{I_2}$$
Отношение двух измеренных интенсивностей.
Что в формуле
αпеременнаяОтношение интенсивностей — intensity ratio
I_1переменнаяПервая интенсивность — интенсивность Вт/м²
I_2переменнаяВторая интенсивность — интенсивность Вт/м²
$$\Gamma_{12}(u,v) = \iint I(l,m) e^{-2\pi i (ul+vm)} dl dm$$
Корреляционная функция является фурье-образом распределения интенсивности.
Что в формуле
Γ₁₂переменнаяФункция взаимной когерентности — mutual coherence function Вт/м²
uпеременнаяПространственная частота по оси x — spatial frequency цикл/м
vпеременнаяПространственная частота по оси y — spatial frequency цикл/м
IпеременнаяРаспределение интенсивности по источнику — интенсивность Вт/м²
lпеременнаяНаправляющий косинус по оси x — direction cosine
mпеременнаяНаправляющий косинус по оси y — direction cosine
∬операторИнтегрирование по плоскости источника — double integral
$$P = \frac{\sqrt{Q^2 + U^2}}{I}$$
Мера интенсивности линейно поляризованной компоненты относительно полной интенсивности.
Что в формуле
PпеременнаяСтепень линейной поляризации — степень поляризации
QпеременнаяПараметр Стокса Q (линейная поляризация) — stokes parameter Вт/м²
UпеременнаяПараметр Стокса U (линейная поляризация) — stokes parameter Вт/м²
IпеременнаяПолная интенсивность (параметр Стокса I) — интенсивность Вт/м²
√операторИзвлекает квадратный корень из суммы квадратов — квадратный корень
/операторДелит величину поляризованной компоненты на полную интенсивность — division
$$N = \frac{I_{\text{min}}}{I_{\text{max}}}$$
Глубина нуля — это отношение минимальной интенсивности к максимальной.
Что в формуле
Nпеременнаяотношение глубины нуля — null depth ratio
I_minпеременнаяминимальная интенсивность — интенсивность Вт/м²
I_maxпеременнаямаксимальная интенсивность — интенсивность Вт/м²
$$I \propto N^2$$
Интенсивность сверхизлучения масштабируется как квадрат числа излучателей.
Что в формуле
IпеременнаяИнтенсивность испускаемого излучения — интенсивность Вт/м²
NпеременнаяЧисло излучающих частиц — число частиц

Статьи по теме · 6

Ветер из Лебедя: первые направленные ограничения от MIMAC
264 километра в секунду — с такой скоростью Солнечная система проносится сквозь облако тёмной материи. Его существование выдали галактики: они вращались слишком быстро, чтобы их удерживала видимая масса, и Вера Рубин первой заподозрила скрытый каркас.
Оптика2026-03-281 минarXiv:2603.27191экспресс
Сверхчистый жёлтый лазер на алмазе
Лазер, использующий в качестве активной среды алмаз, преобразует почти половину энергии накачки в яркий жёлтый свет — эффективность 47,7% стала рекордной для устройств такого типа.
Оптика2026-02-261 минarXiv:2602.23476экспресс
Свет, который трясёт зеркала
Свет можно зажать между двумя зеркалами, как пружину в тисках. Он мечется туда-сюда и становится всё плотнее — так получают сверхъяркие лучи. Но есть предел: при слишком большой яркости зеркала начинают дрожать. Свет раскачивает их, как ветер раскачивает качели, и часть энергии уходит в эту тряску. Физики измерили, откуда берётся дрожь.
Ионы фтора в газе: как измерить невидимое
В детекторе тёмной материи газ играет роль фотоплёнки: пролетающая частица оставляет след из свободных электронов и ионов. Но насколько ярким будет этот след, зависит от того, как именно частица растрачивает энергию в газе. Для лёгких ионов, таких как фтор, данные до сих пор были неточными.
Физика плазмы2026-02-131 минarXiv:2602.13408экспресс
Лазерный луч в плазменном канале: как измерить его скорость
Лазерный импульс, бегущий сквозь плазму, подобен бегуну, прокладывающему себе дорогу в толпе. Он расталкивает электроны, оставляя за собой разреженный канал — как расступается толпа за спринтером. В этом канале гребень световой волны движется чуть быстрее, чем свет в вакууме, и именно эта скорость определяет, насколько эффективно импульс передаёт энергию частицам.
Медицинская физика2026-02-091 минarXiv:2602.08836экспресс
Свет, который проверяет глаза
Свет может рисовать узоры прямо внутри глаза — без экрана и очков. Когда луч особой формы попадает в зрачок, он создаёт в поле зрения тёмные лучи, похожие на спицы вращающегося колеса. Эти лучи видит сам человек, потому что они рождаются в клетках сетчатки, а не снаружи. Такой узор называют энтоптическим — «видимым изнутри».