Intensité énergétique (physique)

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Intensité énergétique
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L'intensité énergétique mesure l'énergie électromagnétique transférée dans une direction donnée.

Unités SI watt par stéradian
Base SI kgm2s−3sr−1
Nature Distribution angulaire extensive
Symbole usuel
Expressions

=
=

= .
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L’intensité énergétique est une grandeur radiométrique qui est la mesure de la puissance (ou flux énergétique) d'un rayonnement électromagnétique émise par une source ponctuelle, par unité d'angle solide, dans une direction donnée. Elle correspond à la distribution angulaire du flux énergétique. Son unité dans le Système international d'unités[1] est le watt par stéradian (W·sr-1).

Cette grandeur sert à définir la candela, l'unité de mesure de son correspondant photométrique l'intensité lumineuse[2],[3],[4].

Relations entre intensité énergétique et flux énergétique[modifier | modifier le code]

L'intensité énergétique dans une direction (θ,φ) donnée est la limite du rapport entre le flux énergétique élémentaire émis dans un faisceau d'angle solide de même direction, et la mesure de cet angle solide, lorsque le diamètre de l'angle solide tend vers zéro :

Dans le cas particulier où le flux énergétique est uniformément réparti sur l'angle solide , alors l'intensité est la même pour toutes les directions incluses dans cet angle solide : .

Cette approche simplifiée peut être employée, en première approximation, pour étudier, entre autres :

  • une source isotrope pour laquelle l'intensité est égale dans toutes les directions, c'est-à-dire sur un angle solide  ;
  • un projecteur émettant une faisceau conique d'angle solide dont toutes les directions sont caractérisées par la même intensité.

Ces relations sont les mêmes si on utilise les grandeurs photométriques (intensité lumineuse et flux lumineux) correspondantes.

Éclairement énergétique[modifier | modifier le code]

L'intensité énergétique dans une direction donnée est le rapport entre l'énergie et un angle solide, elle ne varie donc pas avec la distance. En revanche, l'énergie suit une loi en carré inverse, et c'est l'éclairement énergétique Ee reçu par une cible dans une direction donnée dépend à la fois de l'intensité énergétique de l'émission dans cette direction, et de la distance r. :

Mesure[modifier | modifier le code]

Diagramme de rayonnement d'une antenne.

La mesure directe de l'intensité énergétique dans le cas général n'est pas possible, faute de pouvoir à la fois faire porter la mesure sur l'ensemble du spectre électromagnétique, et de sélectionner une direction suivant laquelle le flux est transmis.

Cependant, on s'intéresse le plus souvent à l'intensité énergétique pour une fréquence donnée, ou dans une plage de fréquence étroite (par exemple pour un tube à rayons X. Dans ce cas particulier, elle peut être mesurée par un radiomètre ou un spectroradiomètre, à condition d'être suffisamment loin de la source pour que l'angle solide couvert par l'appareil de mesure puisse être considéré comme négligeable.

La représentation graphique d'une telle mesure est un diagramme de rayonnement.

Articles connexes[modifier | modifier le code]

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Références[modifier | modifier le code]

  1. Bureau international des poids et mesures 2006, p. 27-31
  2. Bureau international des poids et mesures 2006, p. 26
  3. bipm.org, site du Bureau international des poids et mesures : Unité d'intensité lumineuse (candela) - Consulté le 6 octobre 2013
  4. Tamer Bécherrawy 2006, p. 28, lire en ligne

Bibliographie[modifier | modifier le code]