辐射能 のう (英語 えいご :radiant energy )是 ぜ 通 どおり 过辐射度量 どりょう 学 がく 方法 ほうほう ,测量电磁辐射 和 わ 引力 いんりょく 辐射所得 しょとく 的 てき 能 のう 量 りょう [1] ;其大小 しょう 可 か 以通过计算 さん 辐射通 どおり 量 りょう 关于时间的 てき 积分 得 え 到 いた 。和 わ 所有 しょゆう 形式 けいしき 的 てき 能 のう 量 りょう 一 いち 样,辐射能 のう 的 てき SI制 せい 单位是 ぜ 焦 こげ 耳 みみ 。这个术语常 つね 被 ひ 用 よう 于描述 じゅつ 电磁辐射被 ひ 发射到 いた 环境中 ちゅう 的 てき 情 じょう 况,而这种辐射 しゃ 未必 みひつ 是 ぜ 肉眼 にくがん 可 か 见的。[2] [3]
术语的 てき 使用 しよう 和 わ 历史 [ 编辑 ]
辐射能 のう 这个词语常常 つねづね 被 ひ 用 よう 于辐射度量 どりょう 学 がく 、太 ふとし 阳能 、光 ひかり 和 わ 热 等 とう 领域,不 ふ 过有时也会 かい 在 ざい 其他方面 ほうめん (比 ひ 如远程通信 つうしん )用 よう 到 いた 。“辐射能 のう ”这个词本身 ほんみ 有 ゆう 时被用 よう 来 らい 指 ゆび 代 だい 电磁波 は ,而不是 ぜ 它的一 いち 种属性 せい 。在 ざい 过去,也曾使用 しよう “电辐射 しゃ 能 のう ”这个词。[4]
分析 ぶんせき [ 编辑 ]
由 よし 于电磁辐射 い 可 か 被 ひ 认为是 ぜ 光子 こうし 组成的 てき 粒子 りゅうし 流 りゅう ,所以 ゆえん 这些光子 こうし 所 しょ 携带的 てき 能 のう 量 りょう 就可以视为对应电磁辐射的 しゃてき 辐射能 のう 。单个光子 こうし 的 てき 能 のう 量 りょう 用 よう 以下 いか 方 かた 程 ほど 表 おもて 达[5] :
E
=
h
ν にゅー
{\displaystyle E=h\nu }
其中,
E
{\displaystyle E}
是 ぜ 一个光子具有的能量,
h
{\displaystyle h}
是 これ 普 ひろし 朗 ろう 克 かつ 常 つね 量 りょう ,
ν にゅー
{\displaystyle \nu }
是 ぜ 该光子 こうし 的 てき 频率。
另一方面 ほうめん ,也可认为电磁辐射是 ぜ 一 いち 种通过电场 和 わ 磁场 振 ふ 荡而携带能 のう 量的 りょうてき 波 なみ 。波 なみ 动模型 がた 中 ちゅう 电磁波 は 的 てき 能 のう 量 りょう ,一半 いっぱん 以电场 形式 けいしき 表 ひょう 现,一半 いっぱん 以磁场 形式 けいしき 表 ひょう 现,这可以用以下 いか 方 かた 程 ほど 表 おもて 达[6] :
u
=
1
2
μ みゅー
0
B
2
+
ϵ
0
2
E
2
{\displaystyle u={\frac {1}{2\mu _{0}}}B^{2}+{\frac {\epsilon _{0}}{2}}E^{2}\,\!}
;
其中,
u
{\displaystyle u\,\!}
是 ぜ 某 ぼう 处电磁场的 てき 能 のう 量 りょう 密度 みつど (单位体 たい 积具有 ぐゆう 的 てき 能 のう 量 りょう ),
E
{\displaystyle E\,\!}
是 ぜ 该处电场强度 きょうど 大小 だいしょう ,
B
{\displaystyle B\,\!}
是 ぜ 该处磁感应强度 きょうど 大小 だいしょう ,
ϵ
0
{\displaystyle \epsilon _{0}\,\!}
是 これ 真空 しんくう 介 かい 电常数 すう ,
μ みゅー
0
{\displaystyle \mu _{0}\,\!}
是 これ 真空 しんくう 磁导率 りつ 。
在 ざい 量子 りょうし 场论 这两种模型 がた 是 ぜ 相互 そうご 协调的 てき 。(参 まいり 见波 なみ 粒 つぶ 二 に 象 ぞう 性 せい )
在 ざい 电磁波 は 的 てき 粒子 りゅうし 模型 もけい 中 ちゅう ,光子 こうし 携带的 てき 能 のう 量 りょう 和 わ 它对应的电磁波 は 的 てき 频率成 なり 正 せい 比 ひ 。而在电磁波 は 的 てき 波 なみ 动模型 がた 中 ちゅう ,电磁波 は 携带的 てき 能 のう 量 りょう 与 あずか 它的强度 きょうど 成 なり 正 せい 比 ひ 。也就是 ぜ 说,如果有 ゆう 两束光 こう 强 きょう 相 しょう 同 どう 的 てき 电磁波 は ,频率高 だか 者 しゃ 较频率 りつ 低 てい 者 しゃ 拥有更 さら 少 すくな 的 てき 光子 こうし ,而每个光子 こうし 拥有更 さら 多 た 的 てき 能 のう 量 りょう 。
当 とう 一个物体吸收了电磁辐射之后,辐射的 てき 能 のう 量 りょう 便 びん 被 ひ 转化为热 或 ある 通 つう 过光 ひかり 电效应 而转化 か 为电能 。关于电磁辐射的 てき 能 のう 量 りょう 转化为热量的 りょうてき 一个熟悉的例子是照射太阳光后,物体 ぶったい 变得更 さら 温暖 おんだん 。通常 つうじょう ,在 ざい 红外线 波 なみ 段 だん ,电磁辐射的 てき 热效应较为明显[7] ,而事实上每 ごと 个频率 りつ 的 てき 电磁波 なみ 都 と 能 のう 产生热效应。
开放系 けい 统 [ 编辑 ]
辐射是 ぜ 一种能量进入或离开一个开放系 けい 统 的 てき 机 つくえ 制 せい [8] [9] [10] 。这样一个系统可以是人造的,比 ひ 如太 ふとし 阳能收集 しゅうしゅう 器 き ;或 ある 者 もの 是 ぜ 天然 てんねん 的 てき ,比 ひ 如地球 ちきゅう 的 てき 大 だい 气层 。在 ざい 地球 ちきゅう 物理 ぶつり 学 がく 中 なか ,大 だい 气层中大 ちゅうだい 多数 たすう 气体,包括 ほうかつ 温室 おんしつ 气体 ,都 みやこ 允 まこと 许太阳的短波 たんぱ 辐射穿 ほじ 过大气达到地面 じめん 。被 ひ 吸收 きゅうしゅう 的 てき 太 ふとし 阳辐射 い 一部分被以长波辐射(主要 しゅよう 是 ぜ 红外线 )的 てき 形式 けいしき 重 おも 新 しん 进入太 ふと 空 むなし ,另一部分 ぶぶん 被 ひ 温室 おんしつ 气体吸收 きゅうしゅう 。辐射能 のう 在 ざい 太 ふとし 阳内部 ないぶ 通 どおり 过核 かく 聚变 产生。[11]
电热丝通过释放辐射能 のう 来 らい 加 か 热周边物体 ぶったい
辐射能 のう 的 てき 一个重要应用是加热。[12] 电流通 どおり 过电热丝使 し 之 の 放出 ほうしゅつ 辐射能 のう 、吸收 きゅうしゅう 太 ふと 阳辐射 しゃ 都 と 是 ぜ 利用 りよう 辐射能 のう 的 てき 例 れい 子 こ 。热能从一个温度较高的物体以辐射能的形式释放,被 ひ 人 ひと 和物 あえもの 体 たい 吸收 きゅうしゅう ,以直接 ちょくせつ 加 か 热物体 ぶったい 而不是 ぜ 加 か 热整个空间中的 てき 空 そら 气 。因 よし 此在冬季 とうき 以这种方式 しき 保持 ほじ 室温 しつおん 的 てき 建 けん 筑中的 てき 空 そら 气的温度 おんど 比 ひ 用 よう 一般方式的建筑要低,但 ただし 室内 しつない 的 てき 人 じん 仍然能 のう 感 かん 觉舒适。
许多辐射能 のう 的 てき 应用包括 ほうかつ 一个辐射源和一个描绘辐射信号的辐射探测器。辐射探 さがせ 测器会 かい 对不正常 せいじょう 的 てき 辐射信号 しんごう (意外 いがい 增强 ぞうきょう 或 ある 减弱)作出 さくしゅつ 反 はん 应。
由 ゆかり 特 とく 斯拉 发明的 てき 电话 是 これ 最早 もはや 的 てき 无线电话 之 これ 一 いち ,它是基 もと 于电磁辐射 しゃ 能 のう 携带能 のう 量 りょう 而设计的。这台设备中 ちゅう 包含 ほうがん 了 りょう 同 どう 一频率的发射设备和接受设备,使 つかい 得 とく 两者之 の 间能互相通信 つうしん 。[13]
参 まいり 见[ 编辑 ]
参考 さんこう 资料[ 编辑 ]
^ "Radiant energy ". Federal standard 1037C (页面存 そん 档备份 ,存 そん 于互联网档案 あん 馆 )". Federal standard 1037C
^ George Frederick Barker, Physics: Advanced Course , page 367
^ Hardis, Jonathan E., "Visibility of Radiant Energy (页面存 そん 档备份 ,存 そん 于互联网档案 あん 馆 )". PDF .
^ Examples: US 1005338 "Transmitting apparatus", US 1018555 "Signaling by electroradiant energy", and US 1597901 "Radio apparatus".
^ 张大同 だいどう . 创新班 はん 和 わ 理科 りか 班 はん 用 よう . 物理 ぶつり . 高中 たかなか . 下 した 册 さつ . 上海 しゃんはい : 上海 しゃんはい 教育 きょういく 出版 しゅっぱん 社 しゃ . 2012年 ねん 8月 がつ : P270. ISBN 978-7-5444-4044-8 (中 ちゅう 文 ぶん ) . 光子 こうし 的 てき 能 のう 量 りょう 跟它的 てき 频率成 なり 正 せい 比 ひ
^ Halliday, David; Robert Resnick, Jearl Walker. Fundamental of Physics 7th. USA: John Wiley and Sons, Inc. 2005: pp. 897–899. ISBN 0-471-23231-9 .
^ Michael Agnes. Webster's New World College Dictionary (Fourth Edition). Macmillan. : P733. ISBN 0-02-863118-8 (英 えい 语) . Infrared … and have a penetrating heating effect.
^ 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. ISBN 0-471-27471-2 .
^ Robert W. Christopherson, Elemental Geosystems , Fourth Edition. Prentice Hall, 2003. Pages 608. ISBN 0-13-101553-2
^ James Grier Miller and Jessie L. Miller, The Earth as a System (页面存 そん 档备份 ,存 そん 于互联网档案 あん 馆 ) .
^ Energy transformation (页面存 そん 档备份 ,存 そん 于互联网档案 あん 馆 ) . assets.cambridge.org. (excerpt)
^ US 1317883 "Method of generating radiant energy and projecting same through free air for producing heat"
^ Anderson, Leland I. (editor), Nikola Tesla On His Work With Alternating Currents and Their Application to Wireless Telegraphy, Telephony and Transmission of Power , 2002, ISBN 1-893817-01-6 .