In questo articolo, vedremo diversi fattori da cui dipende l'intensità della radiazione e qual è l'intensità dell'equazione della radiazione.
L'intensità della radiazione è la potenza irradiata dall'oggetto su cui le onde luminose incidono ad un certo angolo. L'energia irradiata dall'area unitaria dell'oggetto dipende dalla sua velocità di emissività, dalla temperatura dell'oggetto e dalle sue dimensioni.
Equazione dell'intensità della radiazione e dell'angolo solido
L'intensità della radiazione è l'energia irradiata dal sistema per unità di area che forma un angolo solido di radiazioni. Così dato dall'equazione,
io=E/Aθ
Dove io è l'intensità,
A è un'area,
E è l'energia irradiata,
θ è un angolo solido
Quando misuriamo un angolo tridimensionale, lo chiamiamo angolo solido e viene misurato in termini di steradianti.
L'area coperta dal cono che forma un angolo 'θ' è A=θ r2. Le onde irradiate ad un angolo 'θ' vengono emesse in quest'area 'A'.
Per saperne di più su Esempi di trasferimento di calore da radiazioni: fatti critici.
L'intensità delle radiazioni dipende dall'emissività?
L'emissività dell'oggetto dipende dall'intensità delle onde incidenti sull'oggetto, dalle dimensioni, dalla composizione e dal colore.
L'intensità della radiazione dipende dall'emissività dell'oggetto. Gli oggetti di colore scuro emettono pochissime radiazioni rispetto agli oggetti di colore chiaro. Quindi, l'intensità della radiazione sarà maggiore nel caso di oggetti dai colori brillanti.
L'intensità della radiazione dipende dalla temperatura?
L'intensità della radiazione dipende dall'intensità delle onde incidenti e dall'angolo con cui queste onde sono incidenti.
Se la temperatura del sistema è elevata, l'emissione di radiazioni è maggiore dal sistema. L'intensità della luce sarà responsabile dell'aumento della temperatura del sistema poiché l'agilità delle molecole aumenterà e quindi l'intensità della radiazione aumenta.
La potenza della radiazione è direttamente proporzionale alla quarta potenza della temperatura dalla formula,
P=ɛΣ AT4
Dove P è una potenza di radiazione
ɛ è l'emissività dell'oggetto
Σ=5.67* 10-8 W / m2K4 è una costante di Stefan
A è la zona
T è una temperatura
All'aumentare della temperatura del sistema, aumenta anche l'intensità della radiazione del sistema.
Per saperne di più su Come viene trasferito il calore per irraggiamento: spiegazione esauriente.
L'intensità della radiazione dipende dalla lunghezza d'onda?
La radiazione ad alta intensità comprende fondamentalmente onde ad alta intensità frequenza ed energia.
Poiché la frequenza delle onde rifratte diminuisce cedendo energia al sistema, le onde emesse sono di lunghezza d'onda lunga e quindi di minore intensità.
Se consideriamo la lunghezza d'onda delle onde irradiate, ora possiamo scrivere la relazione tra l'intensità e la lunghezza d'onda mediante l'equazione,
I=E/Aλθ
Dove λ è una lunghezza d'onda
La lunghezza d'onda delle onde emesse dal sistema è sempre inferiore alla lunghezza d'onda delle onde incidenti assorbite dal sistema. Questo perché l'energia della luce incidente viene ridotta entrando nel mezzo più denso e l'energia viene assorbita dal sistema convertendola in energia termica alzando così la temperatura del sistema.
Per saperne di più su Che cos'è la riflessione diffusa delle radiazioni: informazioni dettagliate.
Grafico dell'intensità della radiazione rispetto alla lunghezza d'onda
L'intensità dell'onda sarà maggiore se la lunghezza d'onda è piccola e, all'aumentare della lunghezza d'onda, l'intensità verrà ridotta. Se la lunghezza d'onda è maggiore, la frequenza della radiazione è molto inferiore.
Ecco un grafico dell'intensità v/s della lunghezza d'onda della radiazione tracciata a diverse temperature.
Il grafico sopra indica chiaramente che all'aumentare della temperatura del sistema aumenta anche l'intensità delle radiazioni emesse.
L'intensità della radiazione è maggiore negli spettri visibili, questo perché la luce solare che entra nell'atmosfera terrestre ha un'intensità maggiore che viene assorbita dall'oggetto. Al momento dell'emissione, l'intensità delle onde irradiate è molto inferiore poiché le onde emesse possiedono una lunghezza d'onda maggiore.
Per saperne di più su Intensità radiante.
L'intensità della radiazione dipende dalla distanza?
Se l'oggetto è più vicino alla sorgente, la radiazione incidente sull'oggetto sarà maggiore.
I raggi di luce ricevuti dall'oggetto quando posizionato vicino alla sorgente sono maggiori, ma man mano che l'oggetto viene allontanato dalla sorgente, l'intensità della luce ricevuta dall'oggetto diminuisce.
Quando l'oggetto è più vicino alla sorgente da cui la luce è incidente sull'oggetto, le radiazioni ricevute per unità di area dell'oggetto sono maggiori. All'aumentare della distanza dalla sorgente e dall'oggetto, l'area coperta dai raggi emessi dalla sorgente aumenta ma le radiazioni ricevute da per unità di area sono minori, riducendo così l'intensità della luce.
Grafico dell'intensità della radiazione rispetto alla distanza
Ecco un grafico per la variazione dell'intensità delle radiazioni viste aumentando lo spazio tra la sorgente luminosa e l'oggetto luminoso.
Poiché l'intensità della luce diminuisce espandendo la distanza dalla sorgente, il grafico dell'intensità v/s distanza mostra una curva leggermente esponenziale.
L'intensità della luce dipende da quanta luce è incidente sull'oggetto. È equivalente alla luminosità. Se l'intensità della luce è maggiore, la luminosità sarà maggiore e, se è minore, avremo una fonte di luce ritenuta.
Domande frequenti
La luce riflessa dall'acqua ha la stessa intensità della luce incidente?
La lunghezza d'onda della radiazione emessa è maggiore rispetto alle onde incidenti.
Poiché il fotone di luce è incidente sull'oggetto, l'energia del fotone viene assorbita dal sistema per cui l'intensità della radiazione viene ridotta.
Perché l'intensità della radiazione infrarossa è inferiore alla luce visibile?
L'intensità della radiazione dipende dall'energia del fotone trasportato dall'onda e dalla sua frequenza.
Quando il raggio visibile viene assorbito da qualsiasi oggetto, le onde irradiate dall'oggetto hanno una lunghezza d'onda maggiore rispetto alla luce visibile, quindi l'intensità dell'IR è inferiore alla luce visibile.
In che modo l'intensità dipende dall'area dell'oggetto?
I l'intensità è inversamente proporzionale all'area dell'oggetto.
Più piccola è l'area dell'oggetto, minore sarà la sua capacità di assorbire la radiazione, per cui emetterà la radiazione più velocemente delle dimensioni maggiori dell'oggetto, al contrario, l'intensità della radiazione emessa sarà maggiore.
In che modo l'intensità dipende dall'energia della radiazione?
Se l'intensità della luce incidente è maggiore, allora è evidente che l'energia associata al fotone è elevata.
L'intensità è direttamente proporzionale all'energia della radiazione. In caso di incidente, questa energia viene trasmessa all'oggetto su cui è incidente, quindi le radiazioni emesse hanno meno energia e vengono emesse a frequenze più piccole.
Leggi anche:
Ciao, sono Akshita Mapari. Ho fatto il M.Sc. in Fisica. Ho lavorato su progetti come la modellazione numerica dei venti e delle onde durante i cicloni, la fisica dei giocattoli e le macchine da brivido meccanizzate nei parchi di divertimento basati sulla meccanica classica. Ho seguito un corso su Arduino e ho realizzato alcuni mini progetti su Arduino UNO. Mi piace sempre esplorare nuove zone nel campo della scienza. Personalmente credo che l'apprendimento sia più entusiasmante quando appreso con creatività. Oltre a questo mi piace leggere, viaggiare, strimpellare la chitarra, individuare rocce e strati, fotografare e giocare a scacchi.
