Intensidade de radiação
Em física, intensidade de radiação é o valor do fluxo de energia por unidade de área por unidade de tempo. Como energia por unidade de tempo é a definição de potência, podemos definir a intensidade de radiação, de forma equivalente, como a potência emitida por unidade de área.
A intensidade de radiação é a definição física do conceito intuitivo de brilho de um objeto luminoso. A mais intuitiva destas propriedades é a variação do brilho com a distância da fonte luminosa.
Para encontrar a intensidade, obtenha a densidade de energia, isto é a energia por unidade de volume, e multiplique-a pela velocidade na qual a energia está se movendo. O valor resultante tem a unidade de potência por unidade de área (watt/m²), como pode ser mostrado da análise dimensional.
Cálculo simplificado da intensidade de radiação |
Fluxo de energia/segundo atravessando cada uma das esferas é o mesmo devido a conservação de energia. Portanto a quantidade de energia/segundo por unidade de área deverá ser diferente em cada superfície já que a área total é diferente.
Para se encontrar a intensidade de radiação emitida por um corpo precisamos conhecer quanto de energia este corpo está emitindo por segundo, isto é sua potência.
Como obter a intensidade de radiação emitida por uma lâmpada caseira cuja luminosidade seja de 100 watts? Isto é, quantos watts por metro quadrado de área esta lâmpada proporciona? A quantidade deve variar com a distância que estamos da lâmpada. Isto porque a intensidade de radiação percebida pelo olho, a 1 metro é maior que a intensidade percebida a 100 metros. E o olho é um detector de intensidade de radiação com o qual estamos acostumados.
Supondo-se que a quantidade de energia emitida, por segundo, por esta lâmpada (vamos chamá-la de P), distribui-se de forma uniforme por toda a volta da lâmpada, a quantidade total de energia fluindo por segundo por cada centímetro quadrado de área em torno da lâmpada será, então:
- I=PotenciaArea=P4πr2{displaystyle I={frac {Potencia}{Area}}={frac {P}{4pi r^{2}}}}
Onde r é a distância da superfície até à lâmpada, neste caso supomos uma esfera por simplicidade. Isto é matematicamente a forma de se dizer que a potência emitida pela lâmpada se distribui igualmente por toda a superfície da esfera que a envolve.
Pode-se verificar que a expressão acima esta dimensionalmente correta, isto é o valor final está em unidades de watt/m². E nossa perceção da variação da intensidade da radiação com a distância da fonte tem agora uma expressão matemática que confirma que a intensidade da radiação diminui com o quadrado da distância até a fonte.
Valores padrões |
- Intensidade de radiação solar em uma superfície perpendicular aos raios solares, considerando a distância média da Terra (constante solar): 1397 watts/m²
- Intensidade de radiação solar na superfície da terra (chamada de insolação): 1000 watts/m²
Este valor varia com a latitude e com as condições do tempo.
- Intensidade de radiação a 3 metros de uma lâmpada de 100 watts: 3,54 watts/m²
Glossário de Astronomia |
Abóbada celeste | |
