Co to jest moc promieniowania?
Słowo „promieniujący” pochodzi od słowa „promień”, uważanego za pakiet energii, płynący w linii prostej od źródła do celu. Termin „moc promieniowania” odnosi się do średniej, zrównoważonej energii elektromagnetycznej (EM) otrzymywanej ze źródła, naturalnego lub wytworzonego przez człowieka, w czasie. Im dłuższy czas ekspozycji na promieniowanie lub energię promieniowania, tym większa wytwarzana moc promieniowania. Energia promieniująca może być wykorzystana tylko wtedy, gdy jej źródło, tryb transmisji i cel, zwykle detektor lub elektrownia, są stabilne i trwałe przez określony czas.
Trzy części rozkładu mocy promieniowania - źródło, transmisja i cel - można zilustrować w układzie naturalnym. Na przykład moc promieniowania z fotonów słonecznych jest przenoszona na Ziemię i może uderzać w naturalne cele, takie jak liście drzew. Rozpoczyna się proces fotosyntezy, dwutlenek węgla przekształca się w glukozę, a drzewo rozwija magazyn energii chemicznej.
Przychodząca energia elektromagnetyczna może zostać przekształcona u celu również w inne formy energii użytecznej. Gminy, domy i firmy stosują procesy do pozyskiwania energii z różnych źródeł energii promieniowania. Odbywa się to głównie w celu produkcji energii elektrycznej.
Słońce jest najbliższym źródłem promieniowania elektromagnetycznego na Ziemi, rozprowadzając szeroki zakres pakietów energii, zwanych kwantami, oscylujących w różnych częstotliwościach. Im szybciej pakiety się oscylują, tym większa jest ilość emitowanej przez nich mocy promieniowania. Rozpad atomowy z powodu słabej siły jądrowej i gwałtownych interakcji atomowych w ewolucji gwiazd wytwarza pełne spektrum mocy promieniowania. Detektory, których astronomowie używają do wizualizacji wszechświata, wykorzystują całe spektrum częstotliwości EM, ale ludzie, którzy mogą naturalnie wykrywać promieniowanie tylko w spektrum światła, wynaleźli technologie identyfikacji i wykorzystywania częstotliwości fal radiowych o niskiej energii, mikrofal i fal podczerwonych do wysokoenergetycznych promieni rentgenowskich.
Ponieważ materia przychodzi w mniejszych i bardziej energetycznych pakietach, przesyła się w przestrzeni pośredniej w taki sposób, że gdyby ktoś próbował znaleźć jej pozycję, byłby w stanie obserwować ją tylko statystycznie. Według eksperymentów, mniej więcej wielkości atomu wodoru, pakiety energii stają się nielokalne. Oznacza to, że ich lokalizacje można określić jedynie jako rozkłady statystyczne, prawdopodobieństwo, że pakiet energii zostanie próbkowany w określonym miejscu lub czasie.
Ludzie tworzą sztuczne elektrownie, aby przechwytywać energię promieniowania na wiele sposobów. Energia słoneczna ogrzewa czarne ciało, emitując fale podczerwone, mieszając i podgrzewając cząsteczki wody do użytku w domu i przemyśle. Gdy fale świetlne są ustawione fazowo, działają jak lasery, które skupiają moc na małych obszarach.
Albert Einstein zdobył Nagrodę Nobla z fizyki w 1921 r. Za opisanie efektu fotoelektrycznego, który pojawia się, gdy światło uderza w przewodzące przewody, powodując przepływ elektronów w metalu; z tego odkrycia wyrosła fotowoltaika. Mikrofale podgrzewają żywność poprzez interakcję promieni podczerwonych z cząsteczkami żywności. Obliczenie stopnia nasłonecznienia w czasie daje klimatologom pojęcie o mocy promieniowania dostępnej do wymuszenia ocieplenia i ochłodzenia Ziemi.