Ejemplos de Energía Radiante
La energía radiante es la que contienen todas las ondas del espectro electromagnético, que son:
- Ondas de radio
- Ondas de TV
- Microondas
- Rayos infrarrojos
- Luz visible (Rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, índigo, violeta)
- Rayos ultravioleta (A, B)
- Rayos X
- Rayos Gamma (Alfa, Beta)
El espectro electromagnético
También conocido como espectro energético, el espectro electromagnético es el conjunto de las radiaciones que integran toda la energía radiante, es decir, a la composición de una radiación “no monocromática” (de varios colores) o compuesta.
Todas estas abarcan frecuencias desde 107 Hertz hasta 1024 Hertz. Cada tipo de radiación tiene una longitud de onda y una frecuencia que la define. Desde las ondas de radio hasta la luz visible son radiaciones no ionizantes. Desde los rayos ultravioleta hasta los rayos Gamma son radiaciones ionizantes, es decir, que cuando inciden separan la materia en los iones que los componen.
Características de las radiaciones
La velocidad a la que se propagan todas las ondas es igual a la de la luz:
C = 3x108 m/s
Y está determinada por la expresión:
C = λ * v
Donde λ es la longitud de onda y v es la frecuencia en la radiación de la que se hable.
Si las variaciones de los campos eléctrico y magnético en una onda pueden ser representadas exactamente por una sola función sinusoidal (senoidal) del tiempo t, se dice que la onda es monocromática (de un solo color), y se caracteriza por su frecuencia v o por su longitud de onda λ, las cuales se relacionan entre sí en la expresión:
λ = C / v
Por ello, la única característica física de la radiación es la frecuencia v, pues la longitud de onda λ depende de la velocidad, y por lo tanto del medio en el que se propaga. El valor de la frecuencia v es función de las características y actuación del cuerpo emisor.
Sin embargo, para describir una radiación se utiliza la longitud de onda λ en el vacío o en el aire. Dentro del espectro electromagnético, el intervalo del espectro visible (luz blanca) se define como el comprendido entre λ = 380 nm y λ = 770 nm. A este intervalo se le conoce también como luz visible, y se compone por siete colores: rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, índigo, violeta.
La radiometría
La radiometría es la ciencia cuyo objetivo es medir la energía radiante en general. Para definir las magnitudes radiométricas se necesita saber a qué tipo de fuente, ya sea puntual o extensa, nos estamos refiriendo.
Una fuente es puntual cuando sus dimensiones son pequeñas respecto a la distancia que la separa del observador (una estrella es siempre una fuente puntual) y una fuente será extensa cuando esto no ocurra.
Una fuente es una superficie o volumen que emite energía radiante. Una fuente es primaria si es ella misma la que produce la energía, como las estrellas. La fuente es secundaria si lo que hace es reenviar parte de la energía radiante que recibe; un ejemplo es la luna.
Magnitudes radiométricas
Para fuentes puntuales, se han definido las siguientes magnitudes radiométricas:
- Energía radiante: energía emitida, transferida o recibida en forma de ondas electromagnéticas o fotones. Se mide en Joule (J).
- Flujo radiante: energía emitida, transferida o recibida en un intervalo elemental de tiempo dividido por el valor de dicho intervalo. Se mide en watts (W).
- Intensidad radiante: Flujo radiante, emitido o transferido, dentro de un elemento de ángulo sólido con vértice en el punto y que contiene la dirección dada, dividido por el valor de dicho elemento de ángulo sólido. Se mide en watts sobre estereorradián (W/sr).
Para fuentes extensas, no es aplicable la Intensidad radiante, por lo que se establecen dos magnitudes distintas:
- Excitancia radiante: está referida a un punto de una superficie, y es el flujo radiante emitido por un elemento de superficie que contiene el punto, dividido por el área de dicho elemento de superficie. Es útil cuando se quiere conocer la energía emitida en todas las direcciones. Es una densidad superficial de flujo energético, y se refiere a energía emitida. Se mide en watts sobre metro cuadrado (W/m2).
- Radiancia: está referida a un punto de una superficie y una dirección, es el flujo radiante transferido por un elemento de superficie que contiene el punto dado, dentro de un ángulo sólido elemental que contiene la dirección y cuyo indicador es el límite del elemento de superficie, dividido por el área de dicho elemento de superficie y el valor del ángulo sólido. Es útil cuando se quiere medir la energía emitida en una determinada dirección. Se mide en watts sobre estereorradián - metro cuadrado (W / sr m2).
Se tiene una magnitud radiométrica para superficies que reciben energía radiante: la Irradiancia. Esta se define cuando se refiere a un punto de una superficie como el flujo radiante recibido por un elemento de superficie que contiene el punto dividido por el área de dicho elemento de superficie. Es también una densidad superficial de flujo energético, y se refiere a energía recibida. Se mide en watts sobre metro cuadrado (W/m2).
Ejemplos de energía radiante
- La luz emitida por las lámparas de gas neón.
- La luz que recibimos reflejada por la luna.
- La luz que recibimos del sol.
- La luz que emite la leña en combustión en una chimenea.
- La luz que emite el pabilo de una vela cuando se va quemando.
- Los rayos X que hacen incidir a través del cuerpo, para crear placas en estudios óseos.
- Las ondas de radio que son emitidas por las torres de radio y recibidas por nuestros dispositivos.
- Las microondas que aumentan la energía cinética interna de los alimentos.
- La luz de color que surge en las reacciones de oxidación de elementos como el sodio y el magnesio, cuando se les expone a una flama.
- Los rayos ultravioleta que provienen del sol y se filtran en la atmósfera.
- Los rayos gamma que se propagan a través del universo.
- Las ondas de televisión que se transmiten por medio de torres y llegan a las antenas de los hogares que aún las usan.
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