شدة (فيزياء)

,

ونحصل على الشدة بضرب هذه المعادلة بسرعة الموجة :

,

ومن جهة أخرى، حيث n هي قرينة الانكسار، هي سرعة الضوء في الخلاء، و هي السماحية الكهربائية في الخلاء.

الوصف الرياضي

في هذا الإطار، وباعتبار الضياعات في الوسط الذي تنتقل في الأشعة، عندها تقل قيمة الشدة المعطاة في المعادلة السابقة.

وعلى صعيد آخر، أي شيء يمكنه نقل الطاقة يكون له شدة مصاحبة له. بالنسبة للأشعة الكهرومغناطيسية، إذا كانت E سعة الحقل الكهربائي، عندها تكون كثافة طاقة الموجة:

وعلى صعيد آخر، حيث P طاقة الإشعاع الصافية الصادرة عن المنبع، I الشدة كتابع للموضع، وdA الشريحة العنصرية من السطح المغلق المحيط بالمنبع. باعتبار P ثابتة. فإذا قمنا بالتكامل على السطح المتعرض لشدة متجانسة I، للحظة معينة، على كرة متمركزة في المصدر النقطي تشع بشكل متساوي في جميع الاتجاهات، تصبح المعادلة بالشكل:

وفي السياق ذاته، لنفترض وجود منبع نقطي يشع الطاقة في الفضاء ثلاثي الأبعاد، وبفرض عدم وجود ضياع في الطاقة إلى الوسط الذي ينتقل فيه الإشعاع، تتناقص الشدة متناسبة مع مربع المسافة من الجسم. وباعتبار مبدأ حفظ الطاقة، فإن الطاقة الصافية الآتية من المنبع يجب أن تكون ثابتة، ونكتب:

وفي السياق ذاته، حيث I هي الشدة عند سطح الكرة، وr نصف قطر الكرة. ( معادلة مساحة الكرة). بالحل نحصل على:

تعاريف أخرى للشدة

علاوةً على ذلك، وهي قدرة الإشعاع أو الإضاءة خلال وحدة الزاوية الصلبة. وهذا يسبب اختلاطًا في علم البصريات، حيث يشير مصطلح الشدة إلى شدة الإشعاع، أو شدة الإضاءة، أو التشعيع، وذلك بحسب الخلفية العلمية للشخص المستعمل للمصطلح. وفي بعض الأحيان يعبر عن الإشعاعية بالشدة، وخصوصًا من قبل علماء الفلك وعلماء الفيزياء الفلكية، وفي انتقال الحرارة.

في هذا الإطار، في علم قياس الإشعاع، وفي علم قياس الضوء، يكون للشدة معاني مختلفة: