O que é energia radiante?
A palavra "radiante" vem da palavra "raio", considerada um pacote de energia, fluindo em movimento linear de uma fonte para um alvo. O termo "energia radiante" refere-se à energia eletromagnética (EM) média, sustentável, recebida de uma fonte, natural ou artificial, ao longo do tempo. Quanto maior a duração da exposição à radiação ou energia radiante, maior a potência radiante produzida. A energia radiante pode ser empregada apenas se sua fonte, modo de transmissão e alvo, geralmente um detector ou usina, forem estáveis e sustentáveis por um determinado período de tempo.
As três partes da distribuição de energia radiante - a fonte, a transmissão e o alvo - podem ser ilustradas em um sistema natural. Por exemplo, a energia radiante dos fótons do sol é transmitida para a Terra e pode atingir alvos naturais, como folhas de árvores. O processo de fotossíntese começa, o dióxido de carbono é convertido em glicose e a árvore desenvolve um armazenamento de energia química.
A energia EM recebida também pode ser transformada no alvo em outras formas de energia utilizável. Municípios, residências e empresas empregam processos para aproveitar a energia de várias fontes de energia radiante. Isso é feito principalmente para produzir eletricidade.
O sol é a fonte mais próxima de radiação EM da Terra, distribuindo uma ampla gama de pacotes de energia, chamados quanta, oscilando em várias frequências. Quanto mais rápido os pacotes oscilam, maiores quantidades de energia radiante eles transmitem. O decaimento atômico, devido à fraca força nuclear, e as violentas interações atômicas na evolução estelar produzem todo o espectro de potência radiativa. Os detectores que os astrônomos usam para visualizar o universo fazem uso de todo o espectro de frequências eletromagnéticas, mas os humanos, que podem detectar naturalmente a radiação apenas no espectro da luz, inventaram tecnologias para identificar e aproveitar frequências de ondas de rádio de baixa energia, microondas e ondas infravermelhas aos raios X de alta energia.
Como a matéria vem em pacotes menores e mais energéticos, ela transmite no espaço intermediário de tal maneira que se alguém tentasse encontrar sua posição, ele ou ela seria capaz de observá-la apenas estatisticamente. De acordo com experimentos, aproximadamente do tamanho de um átomo de hidrogênio, os pacotes de energia se tornam não locais. Ou seja, suas localizações podem ser determinadas apenas como distribuições estatísticas, a probabilidade de o pacote de energia ser amostrado em um local ou horário específico.
Os seres humanos criam usinas de energia artificial para capturar energia radiante para uso de várias maneiras. A energia do sol aquece um corpo negro, emitindo ondas infravermelhas, agitando e aquecendo moléculas de água para uso doméstico e industrial. Quando as ondas de luz são definidas em fase, elas funcionam como lasers para concentrar a energia em pequenas áreas de superfície.
Albert Einstein ganhou o Prêmio Nobel de Física de 1921 por descrever o efeito fotoelétrico que ocorre quando a luz atinge a fiação condutora, causando o fluxo de elétrons no metal; a energia fotovoltaica surgiu dessa descoberta. As microondas aquecem os alimentos através da interação de ondas infravermelhas radiantes com moléculas de alimentos. O cálculo da quantidade de insolação do sol ao longo do tempo fornece aos climatologistas uma idéia da energia radiante disponível para forçar o aquecimento e o resfriamento da Terra.