انرژی تابشی
در فیزیک و بهطور خاص در اندازهگیریهای رادیومتری، انرژی تابشی (به انگلیسی: Radiant energy) به انرژی تابش الکترومغناطیسی و موج گرانشی گفته میشود. همانند انرژی، یکای انرژی تابشی در سامانه دستگاه بینالمللی یکاها، ژول (J) است. مقدار انرژی تابشی را میتوان با انتگرال شار تابشی بر اساس زمان محاسبه کرد. نماد Qe اغلب در سراسر ادبیات علمی برای نشان دادن انرژی تابشی استفاده میشود ("e" برای "انرژی"، برای جلوگیری از اشتباه گرفتن با کمیتهای نورسنجشی). در شاخههای فیزیک غیر از رادیومتری، انرژی الکترومغناطیسی با استفاده از E یا W نشان داده میشود. این اصطلاح به ویژه زمانی به کار میرود که تابش الکترومغناطیسی از یک منبع به محیط اطراف ساطع میشود. این تابش ممکن است برای چشم انسان قابل مشاهده یا نامرئی باشد.[۱]
واژهشناسی و پیشینه
[ویرایش]اصطلاح «انرژی تابشی» بیشتر در زمینههای رادیومتری، انرژی خورشیدی، گرما و نورپردازی استفاده میشود، اما گاهی در زمینههای دیگر مانند مخابرات نیز بهکار میرود. در کاربردهای مدرن که شامل انتقال نیرو از یک مکان به مکان دیگر است، گاهی از اصطلاح «انرژی تابشی» برای اشاره به خود امواج الکترومغناطیسی به جای انرژی آنها (ویژگی امواج) استفاده میشود. در گذشته از اصطلاح «انرژی الکترو تابشی» نیز استفاده میشد.
اصطلاح «انرژی تابشی» در مورد تابش گرانشی نیز به کار میرود. برای نمونه، نخستین مشاهده امواج گرانشی در اثر برخورد سیاهچالهای انجام شد که حدود ۵٫۳×۱۰۴۷ ژول انرژی موج گرانشی ساطع کرد.[۲]
کاربردها
[ویرایش]از انرژی تابشی برای گرمایش تابشی استفاده میشود. انرژی تابشی را میتوان را به صورت الکتریکی توسط لامپهای فروسرخ تولید کرد، یا میتوان آن را از نور خورشید جذب کرد و برای گرمکردن آب بهکار برد. انرژی گرمایی از یک عنصر گرم (کف، دیوار، پانل بالای سر) ساطع میشود و به جای گرم کردن مستقیم هوا، افراد و سایر اشیاء را در اتاق گرم میکند. به همین دلیل، دمای هوا ممکن است کمتر از یک ساختمان با گرمایش معمولی باشد، حتی اگر اتاق به همان اندازه راحت به نظر برسد.
کاربردهای مختلف دیگری برای انرژی تابشی ابداع شدهاست. این موارد شامل درمان و بازرسی، جداسازی و مرتبسازی، وسیله کنترل و واسطه ارتباطات است. بسیاری از این کاربردها شامل یک منبع انرژی تابشی و یک آشکارساز است که به آن تابش پاسخ داده و سیگنالی را ارائه میکند که برخی از ویژگیهای تابش را نشان میدهد. آشکارسازهای انرژی تابشی پاسخهایی را به تغییرات انرژی تابشی به صورت افزایش یا کاهش پتانسیل الکتریکی یا جریان الکتریکی یا تغییر قابل درک دیگری مانند نوردهی فیلم عکاسی ایجاد میکنند.
یکاهای رادیومتری SI
[ویرایش]
| کمیت | یکا | ابعاد | یادداشتها | ||
|---|---|---|---|---|---|
| نام | نماد[nb ۱] | نام | نماد | ||
| انرژی تابشی | Qe[nb ۲] | ژول | J | M⋅L2⋅T−2 | انرژی تابش الکترومغناطیسی. |
| چگالی انرژی تابشی | we | ژول بر متر مکعب | J/m3 | M⋅L−1⋅T−2 | انرژی تابشی در واحد حجم. |
| شار تابشی | Φe[nb ۲] | وات | W = J/s | M⋅L2⋅T−3 | انرژی تابشی گسیلشده، بازتابشده، منتقلشده یا دریافتشده، در واحد زمان. گاهی این یکا «توان تابشی» نیز نامیده میشود و در اخترشناسی به آن درخشندگی میگویند. |
| شار طیفی | Φe,ν[nb ۳] | وات بر هرتز | W/Hz | M⋅L2⋅T −2 | شار تابشی در واحد بسامد یا طول موج. در واحد طول موج معمولاً با W⋅nm−1 اندازهگیری میشود. |
| Φe,λ[nb ۴] | وات بر متر | W/m | M⋅L⋅T−3 | ||
| شدت تابش | Ie,Ω[nb ۵] | وات بر استرادیان | W/sr | M⋅L2⋅T−3 | شار تابشی گسیلشده، بازتابشده، منتقلشده یا دریافتشده، در واحد زاویه فضایی. این یک کمیت جهتدار است. |
| شدت طیفی | Ie,Ω,ν[nb ۳] | وات بر استرادیان بر هرتز | W⋅sr−1⋅Hz−1 | M⋅L2⋅T−2 | شدت تابشی در واحد بسامد یا طول موج. در واحد طول موج معمولاً با W⋅sr−1⋅nm−1 اندازهگیری میشود. این یک کمیت جهتدار است. |
| Ie,Ω,λ[nb ۴] | وات بر استرادیان بر متر | W⋅sr−1⋅m−1 | M⋅L⋅T−3 | ||
| تابندگی | Le,Ω[nb ۵] | وات بر استرادیان بر متر مربع | W⋅sr−1⋅m−2 | M⋅T−3 | شار تابشی گسیلشده، بازتابشده، منتقلشده یا دریافتشده توسط یک سطح، در واحد زاویه فضایی در واحد سطح تصویر شده. این یک کمیت «جهتدار» است. این کمیت گاهی به شکل گیجکنندهای «شدت» نیز نامیده میشود. |
| تابندگی طیفی شدت ویژه |
Le,Ω,ν[nb ۳] | وات بر استرادیان بر متر مربع بر هرتز | W⋅sr−1⋅m−2⋅Hz−1 | M⋅T−2 | تابش یک سطح در واحد بسامد یا طول موج. در واحد طول موج معمولاً با W⋅sr−1⋅m−2⋅nm−1 اندازهگیری میشود. این یک کمیت جهتدار است. این کمیت گاهی به شکل گیجکنندهای «شدت طیفی» نیز نامیده میشود. |
| Le,Ω,λ[nb ۴] | وات بر استرادیان بر متر مربع، بر متر | W⋅sr−1⋅m−3 | M⋅L−1⋅T−3 | ||
| برتابش چگالی شار |
Ee[nb ۲] | وات بر متر مربع | W/m2 | M⋅T−3 | شار تابشی دریافتشده توسط یک «سطح» در واحد سطح. این کمیت گاهی به شکل گیجکنندهای «شدت» نیز نامیده میشود. |
| برتابش طیفی چگالی شار طیفی |
Ee,ν[nb ۳] | وات بر متر مربع بر هرتز | W⋅m−2⋅Hz−1 | M⋅T−2 | برتابش یک سطح در واحد بسامد یا طول موج. این کمیت گاهی به شکل گیجکنندهای «شدت طیفی» نیز نامیده میشود. یکاهای غیر SI چگالی شار عبارتند از: یانسکی (۱ Jy = ۱۰−۲۶ W⋅m−۲⋅Hz−۱) و یکای شار خورشیدی (۱ sfu = ۱۰−۲۲ W⋅m−۲⋅Hz−۱ = ۱۰۴ Jy). |
| Ee,λ[nb ۴] | وات بر متر مربع، بر متر | W/m3 | M⋅L−1⋅T−3 | ||
| رادیوسیتی | Je[nb ۲] | وات بر متر مربع | W/m2 | M⋅T−3 | شار تابشی خارجشده (گسیلشده، بازتابشده، منتقلشده) از یک «سطح» در واحد سطح. این کمیت گاهی به شکل گیجکنندهای «شدت» نیز نامیده میشود. |
| رادیوسیتی طیفی | Je,ν[nb ۳] | وات بر متر مربع بر هرتز | W⋅m−2⋅Hz−1 | M⋅T−2 | رادیوسیتی یک سطح در واحد بسامد یا طول موج. در واحد طول موج معمولاً با W⋅m−2⋅nm−1 اندازهگیری میشود. این یک کمیت جهتدار است. این کمیت گاهی به شکل گیجکنندهای «شدت طیفی» نیز نامیده میشود. |
| Je,λ[nb ۴] | وات بر متر مربع، بر متر | W/m3 | M⋅L−1⋅T−3 | ||
| خروج تابشی | Me[nb ۲] | وات بر متر مربع | W/m2 | M⋅T−3 | شار تابشی گسیلشده از یک سطح در واحد سطح. این جزء گسیلشده از رادیوسیتی است. «گسیل تابشی» اصطلاحی قدیمی برای این کمیت است. این کمیت گاهی به شکل گیجکنندهای "شدت" نیز نامیده میشود. |
| خروج طیفی | Me,ν[nb ۳] | وات بر متر مربع بر هرتز | W⋅m−2⋅Hz−1 | M⋅T−2 | تابش خروجی از یک سطح در واحد بسامد یا طول موج. در واحد طول موج معمولاً با W⋅m−2⋅nm−1 اندازهگیری میشود. «گسیل طیفی» اصطلاحی قدیمی برای این کمیت است. این کمیت گاهی به شکل گیجکنندهای «شدت طیفی» نیز نامیده میشود. |
| Me,λ[nb ۴] | وات بر متر مربع، بر متر | W/m3 | M⋅L−1⋅T−3 | ||
| پرتوگیری تابشی | He | ژول در متر مربع | J/m2 | M⋅T−2 | انرژی تابشی دریافتی توسط یک سطح در واحد سطح، یا بهطور معادل، برتابش یک سطح که بر حسب زمان تابش، انتگرالگیری شده است. این کمیت گاهی «شار تابشی» نیز نامیده میشود. |
| پرتوگیری طیفی | He,ν[nb ۳] | ژول بر متر مربع بر هرتز | J⋅m−2⋅Hz−1 | M⋅T−1 | میزان تابش ناشی از پرتوگیری یک سطح در واحد فرکانس یا طول موج. در واحد طول موج معمولاً با J⋅m−2⋅nm−1 اندازهگیری میشود. این کمیت گاهی «شار طیفی» نیز نامیده میشود. |
| He,λ[nb ۴] | ژول بر متر مربع، بر متر | J/m3 | M⋅L−1⋅T−2 | ||
| همچنین ببینید: | |||||
- ↑ سازمان استانداردسازی توصیه میکند که کمیتهای فیزیکی رادیومتری باید با پسوند "e" (سرواژه "energetic" به معنی "انرژیزا") نشان داده شوند تا با فوتومتریک یا فوتون اشتباه گرفته نشون.
- ↑ ۲٫۰ ۲٫۱ ۲٫۲ ۲٫۳ ۲٫۴ نمادهای جایگزین که گاهی دیده میشوند: W یا E برای انرژی تابشی، P یا F برای شار تابشی، I برای برتابش، W برای خروج تابشی.
- ↑ ۳٫۰ ۳٫۱ ۳٫۲ ۳٫۳ ۳٫۴ ۳٫۵ ۳٫۶ کمیتهای طیفی در واحد بسامد با پسوند "ν" (حرف یونانی نو) مشخص میشوند تا با حرف "v" که به معنای کمیت فتومتریک است، اشتباه نشود.
- ↑ ۴٫۰ ۴٫۱ ۴٫۲ ۴٫۳ ۴٫۴ ۴٫۵ ۴٫۶ کمیتهای طیفی در واحد طول موج با پسوند "λ" (لامبدا) مشخص میشوند.
- ↑ ۵٫۰ ۵٫۱ کمیتهای طیفی جهتدار با پسوند "Ω" (اومگا) مشخص میشوند.
جستارهای وابسته
[ویرایش]
پانویس
[ویرایش]- ↑ مشارکتکنندگان ویکیپدیا. «Radiant energy». در دانشنامهٔ ویکیپدیای انگلیسی.
- ↑ Abbott, B.P. (11 February 2016). "Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger". Physical Review Letters. 116 (6): 061102. Bibcode:2016PhRvL.116f1102A. doi:10.1103/PhysRevLett.116.061102. PMID 26918975.
 | |
| پرتوهای گاما | |
| پرتوهای ایکس | |
| فرابنفش | |
| طیف مرئی | |
| فروسرخ | |
| ریزموجها | |
| فرکانس رادیویی | |
| انواع طول موج | |
