Physik

Was ist Strahlungsenergie?

Alle Energie, die aus elektromagnetischen Wellen gewonnen wird, wird als Strahlungsenergie bezeichnet. Folglich ist jede Welle des elektromagnetischen Spektrums (ultraviolette Strahlen, sichtbares Licht, Infrarot, Radiowellen usw.) ein Kandidat für die Umwandlung in photovoltaische oder thermische Energie.

Zwei Faktoren bestimmen die Energiekapazität elektromagnetischer Wellen. Der erste ist die Intensität oder die Anzahl der Lichtteilchen (Photonen), die in einem bestimmten Zeitraum auf eine bestimmte Oberfläche treffen. Die Frequenz und die Länge der elektromagnetischen Welle selbst sind die zweiten Faktoren, die zu berücksichtigen sind.

Beispiele für Strahlungsenergie mit Bildern

In unserem täglichen Leben zeigt sich die Strahlungsenergie auf verschiedene Weise. Daher gibt es mehrere Beispiele für Strahlungsenergie oder elektromagnetische Energie, wie unten dargestellt:

Mikrowellen-Heizgerät

Strahlende Energie

Ein Mikrowellenherd ist ein Gerät, das Strahlungsenergie in Form von Mikrowellen aussendet.

Infolgedessen erwärmt sich jedes Lebensmittel, das sich in dem Gerät befindet und den Mikrowellen ausgesetzt ist, da es die gesamte elektromagnetische Energie in Form von Mikrowellen aufnimmt, die auf seine Oberfläche trifft.

Die Wärme des Körpers

Bei körperlicher Betätigung kann der menschliche Körper, wie überhaupt jedes warmblütige Lebewesen, interne chemische Prozesse abwickeln.

Infolgedessen steigt die Körpertemperatur, und es wird Strahlungsenergie in Form von Wärme an die äußere Umgebung abgegeben.

Strahlungsenergie

Röntgenstrahlen

Strahlende Energie

Röntgenaufnahmen, die in medizinischen Einrichtungen durchgeführt werden, liefern detaillierte Bilder aus dem Inneren des Körpers.

Zu diesem Zweck werden spezielle Geräte verwendet, die Strahlungsenergie in Form von Röntgenstrahlen oder anderen elektromagnetischen Wellen freisetzen, die jeden größeren Körper durchdringen können.

Strahlung von der Sonne

Die Wärmeenergie der Sonne wird immer wieder als anschauliches Beispiel dafür verwendet, wie sich Strahlungsenergie darstellt.

Aufgrund der chemischen Prozesse, die auf seiner Oberfläche ablaufen, kann dieser bedeutende Stern Strahlung in Form von elektromagnetischen Wellen erzeugen.

Diese elektromagnetischen Wellen breiten sich im Weltraum aus, und einige von ihnen erreichen die Erde.

Strahlungsenergie

Wie wird Strahlungsenergie erzeugt?

Strahlungsenergie entsteht durch die Wechselwirkung elektromagnetischer Teilchen, die auf natürliche Weise (Sonne) oder absichtlich (z. B. in einem Mikrowellenherd) mit einem beliebigen materiellen Gegenstand erzeugt werden.

Die in den Photonen enthaltene Energie wird also an den Organismus abgegeben, der sie auf diese Weise auffängt. Dabei kommt es zu einem Energietransfer in Form von Wärme, wobei die Menge der vom Körper aufgenommenen Energie je nach Wellenlänge des Teilchens variiert.

Die Erzeugung von photovoltaischem Strom war zunächst zu teuer. Das lag daran, dass für eine hohe Ausbeute Sonnenkollektoren aus Edelmetallen erforderlich sind. Dank des technischen Fortschritts ist es heute jedoch möglich, Sonnenkollektoren aus weniger teuren Materialien herzustellen.

Andererseits ist die Nutzung von Wärmeenergie wesentlich einfacher und kostengünstiger, da sie keine ausgefeilten Werkzeuge, sondern nur Platz benötigt.

Verwendet

Es gibt verschiedene Methoden, um die durch Licht übertragene Wärmeenergie nutzbar zu machen.

  • So kann beispielsweise die Verdunstung von Wasser, das durch die Sonnenstrahlen erhitzt wird, die für den Antrieb einer elektrischen Turbine erforderliche Bewegung erzeugen.
  • Solarkocher sind eine weitere einfache Methode, diese Art von Energie zu gewinnen.
  • Spiegel reflektieren das Sonnenlicht auf eine Oberfläche oder direkt auf alles, was man darin kochen möchte.
  • Photovoltaische Energie
  • Diese Form von Energie wird durch die von einer Fotozelle erzeugten Umstände erzeugt. Es handelt sich um Halbleiter, die einer Strahlung ausgesetzt sind. Infolgedessen stößt ein Photon mit einem Halbleiteratom zusammen.

Vorteile und Nachteile

Die folgende Liste von Vor- und Nachteilen ermöglicht ein besseres Verständnis dieser Energieform:

Vorteile

  • Strahlungsenergie ist eine erneuerbare und nahezu unerschöpfliche Quelle, die durch die Nutzung der Sonneneinstrahlung erschlossen werden kann. Folglich ist sie nicht umweltschädlich.
  • Bei keiner der Methoden zur Nutzung von Strahlungsenergie werden Treibhausgase freigesetzt.
  • Neben der Stromerzeugung gibt es weitere Techniken zur Nutzung der Strahlungsenergie, da ihre Umwandlung in Wärme zum Heizen genutzt werden kann.

Nachteile

  • Die Stromerzeugung erfordert eine entsprechende Technologie, die häufig nicht kosteneffizient ist.
  • Die Nutzung des Sonnenlichts wird von den meteorologischen Bedingungen beeinflusst, die je nach Jahreszeit, Höhe und anderen Faktoren variieren.
  • Andere Energiequellen sind weitaus effizienter.
  • Dies gilt für die Kernenergie und die Nutzung von Kohlenwasserstoffen.

Mathematische Formel der Strahlungsenergie

Um die Strahlungsenergie zu berechnen, verwenden Sie die folgende mathematische Formel, die auf die Forschungen von Physikern wie Albert Einstein und Max Planck zurückgeht.

E=h*v

E = Strahlungsenergie, die in einer elektromagnetischen Welle enthalten ist.
h = Plank’sche Konstante (6,62607004 × 10-34 m2 kg / s)
v= Strahlungsfrequenz

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