Mikä on säteilyvoima?

Sana “säteilevä” tulee sanasta “säde”, jonka uskotaan olevan energiapaketti, joka virtaa suoraviivaisesti lähteestä kohteeseen. Termi “säteilyteho” viittaa keskimääräiseen, kestävään, sähkömagneettiseen (EM) energiaan, joka saadaan ajan kuluessa luonnollisesta tai ihmisen tekemästä lähteestä. Mitä pidempi säteilylle tai säteilyenergialle altistuminen kestää, sitä suurempi säteilyteho syntyy. Säteilyenergiaa voidaan käyttää vain, jos sen lähde, siirtotapa ja kohde, yleensä ilmaisin tai voimalaitos, ovat vakaita ja kestäviä tietyn ajan.

Säteilyvoiman jakelun kolme osaa – lähde, siirto ja kohde – voidaan kuvata luonnollisessa järjestelmässä. Esimerkiksi auringon fotonien säteily siirtyy maapallolle ja voi osua luonnollisiin kohteisiin, kuten puunlehtiin. Fotosynteesiprosessi alkaa, hiilidioksidi muunnetaan glukoosiksi ja puun kemiallinen energia varastoituu.

Saapuva EM -energia voidaan muuntaa kohteena myös muuksi käyttökelpoiseksi energiaksi. Kunnat, kodit ja yritykset käyttävät prosesseja eri säteilylähteiden energian hyödyntämiseksi. Tämä tehdään lähinnä sähkön tuottamiseksi.

Aurinko on maapallon lähin EM -säteilyn lähde, joka jakaa laajan valikoiman energiapaketteja, joita kutsutaan kvantteiksi ja värähtelevät eri taajuuksilla. Mitä nopeammin paketit värähtelevät, sitä suurempia määriä säteilyä ne lähettävät. Atomihajoaminen heikon ydinvoiman ja väkivaltaisten atomien välisen vuorovaikutuksen vuoksi tähtien kehityksessä tuottaa täyden säteilytehon. Ilmaisimet, joita tähtitieteilijät käyttävät maailmankaikkeuden visualisointiin, käyttävät koko EM-taajuusspektriä, mutta ihmiset, jotka voivat luonnollisesti havaita säteilyn vain valospektristä, ovat keksineet tekniikoita, joilla voidaan tunnistaa ja käyttää taajuuksia matalaenergia-radioaalloista, mikroaalloista ja infrapuna-aalloista korkean energian röntgensäteille.

Koska aine tulee pienemmiksi ja energisemmiksi paketeiksi, se välittää välitilaan siten, että jos yritetään löytää sen asema, hän voi havaita sen vain tilastollisesti. Kokeiden mukaan noin vetyatomin kokoisina energiapaketeista tulee ei-paikallisia. Toisin sanoen niiden sijainnit voidaan määrittää vain tilastollisina jakaumina, todennäköisyys siitä, että energiapaketista otetaan näytteitä tietyssä paikassa tai kellonajassa.

Ihmiset luovat keinotekoisia voimalaitoksia keräämään säteilevää energiaa käytettäväksi monin tavoin. Auringosta saatava energia lämmittää mustan rungon, joka säteilee infrapuna -aaltoja, sekoittaa ja lämmittää vesimolekyylejä käytettäväksi kotona ja teollisuudessa. Kun valoaallot asetetaan vaiheeseen, ne toimivat laserina keskittämään tehoa pienille pinta -aloille.

Albert Einstein voitti vuoden 1921 fysiikan Nobelin palkinnon kuvaamalla valosähköistä vaikutusta, joka syntyy, kun valo osuu johtavaan johtoon aiheuttaen elektronien virtauksen metallissa; aurinkosähkö kasvoi tästä löydöstä. Mikroaallot lämmittävät ruokaa säteilevien infrapuna -aaltojen vuorovaikutuksessa elintarvikemolekyylien kanssa. Auringosta peräisin olevan insolaation määrän laskeminen ajan mittaan antaa ilmastotieteilijöille käsityksen käytettävissä olevasta säteilyvoimasta, joka pakottaa maapallon lämpenemään ja jäähtymään.