Energia radiante
La Energia radiante , energía que se transfiere por radiación electromagnética , como luz , rayos X , rayos gamma y radiación térmica , que se puede describir en términos de paquetes discretos de energía, llamados fotones , u ondas electromagnéticas continuas. La ley de conservación de la energía requiere que la energía radiante absorbida o emitida por un sistema se incluya en la energía total.
¿Que es la energia radiante?
La energía radiante es una forma de energía que se transmite a través de ondas electromagnéticas, como la luz visible, los rayos X, la radiación ultravioleta, las ondas de radio y otros tipos de radiación. La energía radiante se mueve a través del espacio sin la necesidad de un medio físico y se puede transmitir a grandes distancias. Esta energía puede ser emitida por fuentes naturales, como el Sol, o por dispositivos creados por el ser humano, como lámparas, antenas de radio, hornos de microondas, entre otros. La energía radiante se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones, incluyendo la iluminación, la comunicación, la cocción de alimentos y el tratamiento médico.
La energía puede ser potencial o cinética. La energía radiante es una forma de energía cinética. El movimiento de átomos, moléculas, objetos, ondas y sustancias está conectado a una energía cinética.
La energía cinética puede presentarse en muchas formas diferentes, como sonido, energía térmica, movimiento, energía eléctrica , etc. La energía radiante es muy importante, por ejemplo, no habría vida en la Tierra sin energía radiante.
La energía de las ondas electromagnéticas y la radiación gravitacional es una energía radiante. La energía radiante puede viajar a través del aire, líquido, vidrio, espacio o cualquier otra sustancia.
Se crea cambiando la configuración de los electrones. La energía radiante se puede transmitir en un entorno de vacío , por lo que la materia no es esencial para transmitir energía radiante. La energía radiante se mueve a una velocidad muy alta, en línea recta y se puede transmitir, reflejar o absorber.
La energía radiante se transmite cuando el cuerpo no puede absorberla. Es la energía recolectada de la radiación electromagnética. Esta es una forma de energía cinética porque las partículas en movimiento transportan calor, luz y radiación de una fuente a otra. La radiación electromagnética puede presentarse en muchas formas diferentes, a nuestro alrededor.
La forma más frecuente de radiación electromagnética es la luz normal. Aunque la energía radiante se crea cambiando la configuración de los electrones, la radiación electromagnética contiene solo protones, pero en forma de energía radiante esos fotones pueden verse como una luz o sentirse como un calor.
La energía radiante es una de las áreas de investigación más interesantes y prometedoras. Tiene el potencial de satisfacer toda la energía que los humanos necesitan, pero debe investigarse cuidadosamente. Mucha gente está argumentando que la energía radiante tiene mucho más potencial y que se puede utilizar a gran escala en la humanidad, pero hay mucha investigación por hacer.
Los ejemplos de energía radiante incluyen el calor que irradia una estufa caliente y el calor de la luz solar directa . Esta onda electromagnética se puede ver en la figura 1.
No toda la energía radiante es visible (ver figura 2). Las personas solo pueden ver los fotones dentro de un rango muy pequeño de energías, lo que comúnmente se conoce como luz visible. Los fotones con energías más bajas se encuentran en microondas, ondas de radio y como radiación infrarroja (que se siente como calor ). Los fotones con energías más altas se encuentran en los rayos ultravioleta , en los rayos X y en los rayos gamma .
El espectro electromagnético: más energía corresponde a una longitud de onda más corta y una frecuencia más alta, ya que las tres cantidades están estrechamente relacionadas. La energía radiante de un fotón puede abarcar muchos órdenes de magnitud (¡un factor de 10 24 !), Pero solo hay una porción muy pequeña que es visible, como se muestra aquí.
¿Que son las ondas electromagnéticas?
Cada vez que la energía estática de la fuerza eléctrica y magnética se unen, inducen un campo eléctrico a su alrededor.
Un ejemplo de fuerza eléctrica estática es el impacto que recibe cuando sostiene un pomo de puerta de metal.
Un ejemplo de fuerza magnética es el tirón que atrae metales al imán. Ahora, el campo eléctrico inducido provoca ondas, llamadas ondas electromagnéticas, y pueden viajar a través del vacío (aire), partículas o sólidos. Estas ondas se asemejan a las ondas onduladas (mecánicas) que ves cuando dejas caer una piedra en una piscina, pero con las ondas electromagnéticas, no las ves, pero a menudo puedes ver el efecto de ellas.
La energía de las ondas electromagnéticas es lo que llamamos energía radiante.
Tipos de ondas electromagnéticas
Hay diferentes tipos de ondas electromagnéticas y todas tienen diferentes longitudes de onda , propiedades, frecuencias y potencia, y todas interactúan con la materia de manera diferente. Todo el sistema de ondas, desde la frecuencia más baja hasta la más alta, se conoce como espectro electromagnético .
Cuanto más corta sea la longitud de onda, mayor será su frecuencia y viceversa. La luz blanca, por ejemplo, es una forma de energía radiante y su frecuencia forma una pequeña parte de todo el espectro electromagnético.En la ilustración de arriba, verá los diferentes niveles de energía radiante representados por sus longitudes de onda.
Cuando la energía radiante entra en contacto con la materia, cambia las propiedades de esa materia. Por ejemplo, cuando las microondas (que forman parte de todo el espectro) se activan en un horno microondas, las moléculas de agua de los alimentos se cargan y se hacen vibrar miles de millones de veces por segundo, generando calor que hace que los alimentos se cocinar. El horno de microondas trabaja con el concepto de energía radiante (ondas electromagnéticas).
¿Cómo funciona la energía radiante?
El sistema de energía radiante fue desarrollado por primera vez por Nikola Tesla, en la década de 1930. Tesla usó una antena, la colocó en el aire para formar un cambio potencial en la corriente eléctrica. La transmisión de energía radiante se produce mediante una superficie cálida que da su calor a una superficie más fría. Si hay una diferencia de temperatura entre dos superficies, ambas intentarán igualar las temperaturas
La energía radiante viaja por el espacio sin calentarlo. Solo se convierte en calor cuando está en contacto con una superficie más fría. La energía radiante se produce de forma natural. Se utiliza principalmente en los campos de la energía solar, radiometría, calefacción e iluminación, telecomunicaciones. Las ondas electromagnéticas viajan a través del espacio exterior, moviéndose a la velocidad de la luz. Eso está sucediendo debido a la energía radiante. Las ondas electromagnéticas a medida que la energía radiante entran en contacto con las partículas y las hacen moverse.
Tomando, por ejemplo, la energía solar (una forma de energía radiante), el sol retiene una gran cantidad de energía radiante que produce ondas electromagnéticas. Estas ondas viajan por el espacio y el tiempo hasta que esas ondas entran en contacto con otra cosa, digamos nuestra piel, nuestra piel se moverá más rápido por el contacto con esas ondas. Debido al movimiento más rápido de las moléculas, nos sentimos más calientes. Esas ondas viajarán por el espacio, sin hacer ningún trabajo hasta que golpeen algo.
No hay nada que detenga esas olas, así que hasta que golpeen algo, viajarán. Los sistemas de energía radiante tienen muchas ventajas, ya que son muy baratos de instalar y son muy prácticos de usar, pero solo en una pequeña cantidad. Y eso es en realidad una desventaja de usar un sistema de energía radiante. No puede producir una gran cantidad de energía. Nadie produjo suficiente energía radiante para que la familia pudiera vivir con regularidad.
¿Cuáles son algunos ejemplos de energia radiante?
Básicamente, cualquier cosa que tenga temperatura tiene energía radiante. Hay muchos ejemplos de energía radiante. Dos de los ejemplos más importantes de energía radiante son el calor y la luz.
Calor: en esta forma de energía radiante se puede incluir cualquier cosa, desde una cerilla encendida hasta un complicado calor geotérmico del subsuelo. Hay muchas formas en que el calor se puede transferir como energía y se irradia en ondas que responden a la temperatura.
Luz: hay muchas fuentes diferentes de luz y todas tienen energía radiante. Por ejemplo, la luz de fuentes naturales, la luz solar, la vela encendida, el reflejo del sol en la luna, los planetas es una energía radiante. Además, las fuentes de luz artificial son energía radiante. Por ejemplo, halógenas, bombillas LED, incandescentes, neón.
Hay muchos ejemplos de energía radiante, y la mayoría de ellos son muy importantes para nosotros y, básicamente, están a nuestro alrededor:
- Electricidad
- Ondas de radio
- Rayos gamma
- Unidades de calefacción para el hogar
- Luz del sol
- Calor de una computadora usada en exceso
- Luz visible
- aparatos de iluminación
- Emisión de calor de una acera caliente
- Los microondas utilizan energía radiante
- Los rayos X emiten energía radiante
- El agua refleja o absorbe energía radiante.
- La luz producida por una bombilla
- Luz ultravioleta
- El calor creado por el cuerpo puede ser energía radiante.
- Los teléfonos móviles utilizan energía radiante para funcionar
- Los generadores de motores magnéticos que utilizan imanes de neodimio crean energía radiante
- El calor emitido por una fogata
- Calor causado por la fricción
- Calor emitido por una secadora
- Luminarias que convierten la energía solar en calor
- Una ventana refleja energía radiante
Las ondas electromagnéticas que transmiten energía radiante pueden presentarse en todo tipo de formas. Las ondas de luz son el único tipo que podemos ver con nuestros ojos.
A continuación se muestran algunos ejemplos de energía radiante:
Usos de la energia radiante
Las formas de utilizar recolectar energía radiante incluyen:
- La energía solar recolecta energía radiante transportada por la luz de nuestro sol convirtiéndola en electricidad .
- Biomasa de plantas. Las plantas pueden aprovechar y utilizar la energía de la luz en un proceso llamado fotosíntesis . Absorben la energía radiante de la luz solar y la transforman en energía química útil contenida en moléculas dentro de sus células. Los animales pueden obtener algo de esta energía química como alimento al comer plantas o al comer animales que se alimentan de otros animales o plantas. La biomasa creada por las plantas también se puede utilizar en biocombustibles .
- Los generadores térmicos de radioisótopos utilizan energía radiante de una fuente radiactiva para acumular calor o incluso producir electricidad.
Las formas de utilizar la energía radiante incluyen:
- La visión humana requiere energía radiante (luz) para ver
- El quemador de una estufa.
- Sentado alrededor de una fogata.
- Obtener un bronceado.
Varios datos interesantes sobre la energía radiante
Hecho 1: La energía radiante se puede transmitir por ondas o partículas, y generalmente viaja por ondas electromagnéticas.
Hecho 2: Las ondas electromagnéticas se pueden utilizar para muchas cosas. Las microondas, los rayos X y las luces son solo algunos ejemplos de la forma en que las personas usan las ondas electromagnéticas.
Hecho 3: La energía radiante fue descubierta por el químico y físico británico Sir William Crookes a fines del siglo XIX.
Hecho 4: La energía radiante puede ser visible o invisible para el ojo humano.
Hecho 5: Joules es la unidad de medida utilizada para medir la energía radiante.
Hecho 6: El suelo absorbe energía radiante, y esa absorción de luz y calor calienta las semillas y raíces en el suelo y ayuda al crecimiento.
Hecho 7: La razón por la que puedes sentir el calor cuando lo tocas es porque el calor puede viajar en cualquier dirección, aunque el aire caliente solo sube.
Hecho 8: Cualquier cosa que tenga una temperatura diferente al cero absoluto puede producir energia radiante.
Hecho 9: La velocidad de la luz es la más rápida que cualquier otra velocidad, incluido el sonido. Eso significa que la luz del sol crea energía radiante.
Hecho 10: La energía radiante solo viaja en línea recta.
Hecho 11: La energia radiante puede viajar en muchos tipos de materia que incluye sólidos, líquidos y gaseosos.
Hecho 12: La energía radiante se refleja cuando el cuerpo no puede absorberla.
Hecho 13: La energía radiante se puede absorber, reflejar y transmitir.
Hecho 14: La energía radiante puede moverse de manera muy eficiente en el vacío.
Hecho 15: La materia no es necesaria para transmitir energia radiante.
Hecho 16: La vida en la Tierra no existiría sin energía radiante. Es absolutamente necesario para la supervivencia de la vida en el planeta.
Hecho 17: Calefacción, iluminación, telecomunicaciones, son solo algunos ejemplos de energía radiante. Hay muchos procesos más importantes.
Hecho 18: Es posible que los científicos puedan ver la energia radiante como energía fotónica debido a la conceptualización de la radiación electromagnética.
Hecho 19: El colector de energía solar es una energía radiante creada por el hombre.
Hecho 20: La energía radiante es importante en muchas áreas, especialmente en las telecomunicaciones a largas distancias y a través de redes inalámbricas, tecnología de calefacción, radiometría e iluminación.
La energia radiante está a nuestro alrededor, viaja a través del espacio y el tiempo. Depende de nosotros aprender e investigar más al respecto. Hasta ahora, la energía radiante mostró un potencial que, si se usa de la manera correcta, puede producir energía que es más que útil para la raza humana.
