Confusión de flujo radiativo, irradiancia y luminosidad

En primer lugar, sé que aquí hay una pregunta similar , pero creo que no se respondió en absoluto.

Mi pregunta es que he visto muchos textos que dicen que el Flujo Radiativo es igual a la Irradiancia de una estrella. En el libro de Carroll & Ostlie "Una introducción a la astrofísica moderna" incluso dicen que:

Captura de pantalla del libro

Y la Irradiación en la superficie de la Tierra de Wikipedia dice esto:

La radiación solar media anual que llega a la parte superior de la atmósfera terrestre es de aproximadamente 1361 W/m².

Después de esto, primero asumo que Irradiance y Radiative Flux son lo mismo, pero cuando busco Irradiance en Wikipedia dice que:

En radiometría, la irradiancia es el flujo radiante (potencia) recibido por una superficie por unidad de área.

Lo que significa que la Irradiación es el Flujo dividido por el Área, por lo que el Flujo Radiante tiene unidades de J/s y la Irradiación tiene unidades de W m^-2 que recuerdo de mi clase de Óptica, luego Carroll & Ostlie nuevamente dicen que:

Captura de pantalla de S y O

Eso no significa que si la Irradiación es igual al Flujo Radiante dividido por el Área, entonces F = I*A, ¿eso haría que la Irradiación fuera igual a la Luminosidad / Área ^ 2? En ese caso, la magnitud bolométrica debe calcularse con la integral de Irradiancia, no con Luminosidad ni Flujo, ¿verdad?

Probablemente me lo estoy complicando a mí mismo y no es tan difícil de entender. Solo estoy compartiendo mi confusión con ustedes, por favor ayúdenme con esa pregunta.

Gracias de antemano.

Respuestas (2)

Creo que la confusión que está teniendo surge del hecho de que existen diferentes términos para los mismos fenómenos que se usan en diferentes campos, y algunos de estos términos usan las mismas palabras subyacentes, pero de maneras diferentes e inconsistentes.

Específicamente, en astrofísica usamos más comúnmente los siguientes términos

  • luminosidad -- potencia total emitida por un objeto, con unidades de energía por tiempo (por ejemplo, J s 1 = W);

  • flujo -- potencia que atraviesa un área específica, con unidades de energía por tiempo por área (p. ej., W m 2 );

  • intensidad -- flujo por ángulo sólido (p. ej., W m 2 ester 1 ).

Pero en radiometría , los términos correspondientes (con las mismas unidades) son flujo radiante , irradiancia (también llamada densidad de flujo ) y radiancia .

El libro de Carroll & Ostlie al que hace referencia sigue la convención astrofísica, pero sin querer confunde las cosas al (a veces) referirse al flujo como "flujo radiante", probablemente sin saber que este término significa algo diferente (es decir, luminosidad) en radiometría. (Y así te confundes cuando buscas cosas en Wikipedia y encuentras los términos radiométricos ).

Supongo que Carroll y Ostlie hacen esto para recordarle al lector que se trata de un flujo de luz en lugar de otra cosa (la búsqueda en Google dentro del libro muestra una breve discusión sobre el "flujo convectivo" más adelante). En la práctica, los astrofísicos casi siempre usan solo "flujo" para la luz, y usarán palabras adicionales para indicar si están hablando de flujo de otra cosa (por ejemplo, granos de polvo, rayos cósmicos, neutrinos o lo que sea).

Por si sirve de algo, el uso astrofísico de "flujo" es consistente con el uso general matemático/físico del término (p. ej., "flujo se define como la tasa de flujo de una propiedad por unidad de área, que tiene las dimensiones [cantidad] [tiempo] 1 [área] 1 . El área es de la superficie por la que fluye la propiedad "a través" o "a través". Por ejemplo, la magnitud de la corriente de un río, es decir, la cantidad de agua que fluye a través de una sección transversal del río cada segundo, o la cantidad de energía solar que cae sobre un trozo de tierra cada segundo, son tipos de flujo". ) Entonces, el término radiométrico "flujo radiante" es posiblemente un mal uso de la palabra "flujo", aunque dudo que los radiometristas estén perdiendo el sueño por esto.

Me parece que el flujo radiante es lo mismo que el flujo radiante es lo mismo que la irradiancia, ambos son energía por segundo dividida por área. Esa interpretación parecería ser consistente con todo lo que citaste. En términos más precisos, todos estos deberían ser "densidad de flujo", no "flujo", porque el flujo solo significa la cantidad de algo por tiempo, pero esa convención ya no se sigue mucho.