방사 에너지 - Radiant energy

방사 에너지 - Radiant energy

물리학에서, 특히 방사선으로 측정되는 복사 에너지는 전자기와 중력 방사선의 에너지다. 에너지로서 SI 단위는 줄(J)이다. 복사 에너지의 양은 시간과 관련하여 복사 플럭스(또는 동력)를 통합하여 계산할 수 있다. Qe 기호는 문헌 전반에 걸쳐 복사 에너지("에너지"를 위한 "e"는 광도량과의 혼동을 피하기 위해 종종 사용된다. 방사선 측정 이외의 물리학 분야에서는 전자기 에너지를 E 또는 W를 사용하여 언급한다. 이 용어는 특히 전자기 방사선이 주변 환경으로 방출될 때 사용된다. 이 방사선은 사람의 눈에 보이거나 보이지 않을 수 있다.

용어 사용

"방사능 에너지"라는 용어는 방사선 측정, 태양 에너지, 난방 및 조명 분야에서 가장 흔히 쓰이지만, 때로는 다른 분야(통신 등)에서도 쓰이기도 한다. 한 위치에서 다른 위치로 힘의 전달을 수반하는 현대적 응용에서, "방사 에너지"는 그들의 에너지(파동의 속성)가 아니라 전자파 자체를 가리키는 데 사용되기도 한다. 과거에도 전자방사능 에너지라는 말이 쓰였다. "방사능 에너지"라는 용어는 중력방사선에도 적용된다. 예를 들어, 지금까지 관측된 최초의 중력파는 약 5.3×10^47줄의 중력파 에너지를 방출하는 블랙홀 충돌에 의해 생성되었다.

분석

전자기(EM) 방사선은 광자의 흐름으로 개념화할 수 있기 때문에 복사 에너지는 광자에너지로 볼 수 있다. 즉 이러한 광자에 의해 전달되는 에너지다. 또는 전자파 복사는 진동하는 전기장과 자기장에 에너지를 전달하는 전자파로 볼 수 있다. 이 두 가지 견해는 완전히 동일하며 양자장 이론에서 서로 조정된다.

전자파 방사선은 다양한 주파수를 가질 수 있다. 주어진 전자파 신호에 존재하는 주파수 대역은 원자 스펙트럼에서 볼 수 있는 것처럼 날카롭게 정의되거나 흑체 방사선과 같이 광범위할 수 있다. 입자 사진에서 각 광자가 전달하는 에너지는 주파수에 비례한다. 파도 그림에서 단색파의 에너지는 그 강도에 비례한다. 이는 두 전자파가 동일한 강도를 가지지만 주파수가 다를 경우 각 광자가 더 활력적이기 때문에 주파수가 더 높은 전자파가 광자를 더 적게 "포함"한다는 것을 의미한다.

전자파가 물체에 흡수되면 파동의 에너지는 열(또는 광전 물질의 경우 전기로 변환)된다. 햇빛은 표면을 따뜻하게 해서 방사선을 쪼이기 때문에 이것은 매우 친숙한 효과다. 종종 이러한 현상은 특히 적외선 방사선과 관련이 있지만, 어떤 종류의 전자기 방사선은 그것을 흡수하는 물체를 따뜻하게 할 것이다. 전자파도 반사되거나 산란될 수 있으며, 이 경우 에너지가 리디렉션되거나 재분산된다.

오픈 시스템

복사 에너지는 에너지가 열린 시스템으로 들어가거나 나갈 수 있는 메커니즘 중 하나이다. 그러한 시스템은 태양열 집열기와 같은 인간이 만들 수도 있고, 지구의 대기처럼 자연적일 수도 있다. 지구물리학에서는 온실가스를 포함한 대부분의 대기 가스가 태양의 단파장 복사 에너지를 지구 표면으로 통과시켜 땅과 바다를 가열하게 한다. 흡수된 태양 에너지는 부분적으로 더 긴 파장 복사(과대 적외선 복사)로 재 방출되며, 일부는 대기 중의 온실 가스에 흡수된다. 복사 에너지는 핵융합의 결과로 태양에서 생성된다.

실생활의 적용

복사 에너지는 복사 난방에 사용된다. 적외선 램프에 의해 전기적으로 발생하거나 햇빛으로부터 흡수되어 물을 데우는 데 사용될 수 있다. 열 에너지는 따뜻한 요소(바닥, 벽, 오버헤드 패널)에서 방출되며 공기를 직접 가열하기 보다는 방에서 사람과 다른 물체를 따뜻하게 한다. 이 때문에, 비록 방이 편안해 보이더라도, 전통적인 난방 건물보다 공기 온도가 더 낮을 수 있다.

복사 에너지의 다른 다양한 용도가 고안되었다. 여기에는 치료 및 검사, 분리 및 분류, 통제 매체, 통신 매체 등이 포함된다. 이러한 응용 프로그램 중 많은 것은 복사 에너지의 원천과 그 방사선에 반응하고 방사선의 어떤 특성을 나타내는 신호를 제공하는 검출기를 포함한다. 복사 에너지 검출기는 전위 또는 전류 흐름의 증가 또는 감소 또는 사진 필름 노출과 같은 기타 인지 가능한 변화로 입사 복사 에너지에 대한 반응을 생성한다.