Işınım enerjisi

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Güneş ışığı gibi görünür ışık, güneş enerjisi güç çevriminde kullanılan ışıma enerjisini taşır.

Işınım enerjisi, elektromıknatıssal dalgaların enerjisidir.

Işınım enerjisinin miktarı, ışıma akısının zamana göre integralini alarak hesaplanabilir.

SI sistemine göre ışınım enerjisinin birimi Jul (ingilizce:Joule)'dur.

Qe sembolü, literatürde genellikle ışıma (radyan) enerjisini belirtmek için kullanılır (Fotometrik miktarlarla karıştırılmaması için "e", "enerji" içindir). Radyometri dışındaki fizik dallarında elektromanyetik enerji "E" veya "W" ile ifade edilir. Terim, özellikle bir kaynak tarafından çevredeki ortama elektromanyetik radyasyon yayıldığında kullanılır. Bu radyasyon insan gözüyle görülebilir veya görülmeyebilir.[1][2]

Nikolai Tesla'nın 19. yüzyılın sonunda patentini alıdığı, Big Bang' (Büyük Patlama) dan kalma elektromanyetik dalgaları yakalayan bir düzenek vardır. Eğer televizyon veya FM radyo kanalında, kanal olmayan bir yere radyonuzu ayarlarsanız, bir hışırtı sesi duyarsınız. Bu hışırtı Büyük Patlama'dan kalma ya da Güneş'ten gelen bu ses elektromanyetik bir dalgadır. Buradaki enerji de ışıma enerjisidir. Bir düzenekle bu enerji yakalanıp kullanılabilir.[kaynak belirtilmeli]

US685957: Işınım enerjisinin kullanımı

Analiz[değiştir | kaynağı değiştir]

TRIGA reaktörü ‘nün çekirdeğinde Cherenkov radyasyonu ışıldarken.

Elektromanyetik (EM) radyasyon foton akışı olarak kavramsallaştırılabildiğinden ışıma enerjisi foton enerjisi- bu fotonlar tarafından taşınan enerji olarak düşünülebilir. EM radyasyon, salınan elektrik ve manyetik alanlarda enerji taşıyan elektromanyetik dalgalardır.

EM radyasyon çeşitli frekanslarda olabilir. Belirli bir EM sinyalinde bulunan frekans bantları atomik tayfda görüldüğü gibi net tanımlanabilir veya kara cisim ışımasındaki gibi geniş olabilir. Parçacık resminde her fotonun taşıdığı enerji frekansıyla orantılıdır. Dalga resminde tek renkli bir dalganın enerjisi yoğunluğuyla orantılıdır. Bu iki EM dalganın aynı yoğunluğu ama farklı frekansları varsa daha yüksek frekanslı olanı daha az fotonludur çünkü her foton daha enerjiktir.

EM dalgalar bir nesne tarafından emildiğinde EM dalga enerjisi ısıya dönüşür (veya bu nesne fotoelektrik malzemeyse elektriğe dönüştürülür). Güneş ışığı ışınladığı yüzeyleri ısıttığından bu bilinen bir etkidir. Genellikle bu doğa olayı kızılötesi ışımayla ilişkilendirilir ama her türlü elektromanyetik ışıma onu emen nesneyi ısıtır. EM dalgaları yansıtılabilir ve enerjileri yeniden yönlendirilebilir.

Açık sistemler[değiştir | kaynağı değiştir]

Işınım enerjisi, enerjinin bir açık sisteme girip çıkabileceği mekanizmalardan biridir.[3][4][5] Böyle bir sistem, güneş enerjisi toplayıcı gibi insan yapımı veya Dünya'nın atmosferi gibi doğal da olabilir. Jeofizik'te, sera gazları da dahil olmak üzere çoğu atmosferik gaz, Güneş'in kısa dalga boylu ışınım enerjisinin Dünya'nın yüzeyine geçmesine, karayı ve okyanusları ısıtmasına izin verir. Soğurulan güneş enerjisinin bir kısmı atmosferdeki sera gazlarınca emilen uzun dalga boylu radyasyon (başlıca kızılötesi radyasyon) olarak kısmen yeniden yayılır. Nükleer füzyon sonucunda güneşte radyan enerji üretilir.[6]

Uygulamalar[değiştir | kaynağı değiştir]

Işıma enerjisi radyan ısıtma için kullanılır.[7] Kızılötesi lambalar tarafından elektriksel olarak üretilebilir veya Güneş ışığı ndan emilebilir ve su ısıtmak için kullanılabilir. Isı enerjisi, sıcak bir elemandan (zemin, duvar, tavan paneli) yayılır ve havayı doğrudan ısıtmak yerine odadaki insanları ve diğer nesneleri ısıtır. Bu nedenle, oda aynı derecede rahat görünse bile, hava sıcaklığı geleneksel olarak ısıtılan bir binadakinden daha az olabilir.

Işıma enerjisinin başka uygulamaları da geliştirilmiştir..[8] Bunlar arasında işleme ve inceleme, ayırma ve sıralama, kontrol ortamı ve iletişim ortamı vardır. Bu uygulamaların çoğu, bir ışıma enerji kaynağı ve bu radyasyona yanıt veren ve radyasyonun bazı özelliklerini temsil eden sinyali veren bir dedektör içerir. Işıma enerjisi dedektörleri, elektrik potansiyeli veya elektrik akımı akışında artış veya azalma olarak veya fotoğraf filmi'nin pozlanması gibi başka bir algılanabilir değişiklik olarak gelen ışıma enerjisine tepkiler verir.

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

  1. ^ George Frederick Barker, Physics: Advanced Course, page 367
  2. ^ Hardis, Jonathan E., "Visibility of Radiant Energy 29 Eylül 2009 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.". PDF.
  3. ^ Moran, M.J. and Shapiro, H.N., Fundamentals of Engineering Thermodynamics, Chapter 4. "Mass Conservation for an Open System", 5th Edition, John Wiley and Sons. 0-471-27471-2.
  4. ^ Robert W. Christopherson, Elemental Geosystems, Fourth Edition. Prentice Hall, 2003. Pages 608. 0-13-101553-2
  5. ^ James Grier Miller and Jessie L. Miller, The Earth as a System 22 Nisan 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi..
  6. ^ Energy transformation 27 Şubat 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. assets.cambridge.org. (excerpt)
  7. ^ Şablon:Patent
  8. ^ Class 250, Radiant Energy 3 Temmuz 2009 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi., USPTO. March 2006.