O que é energia radiante?
Você já se perguntou qual é a temperatura no espaço sideral? Não importa como você o expresse, é muito frio, mesmo perto do sol. Podemos explicar esse fenômeno em termos de energia , que é a capacidade de trabalhar, e matéria , que é qualquer coisa que tenha massa e ocupe espaço. A energia funciona quando força algo a se mover. Conforme as partículas se movem mais rápido, a temperatura aumenta. Bem, se não há nada para mover, nenhum trabalho pode ser feito, mesmo se houver energia disponível.
Você vê, o espaço sideral está vazio de matéria. Portanto, a energia do sol não tem nada para aquecer. Sentimos o calor do sol à medida que sua energia força as moléculas de nosso corpo a se moverem mais rápido – em outras palavras, trabalhar mais. Vamos explorar esse conceito com mais detalhes.
A energia do sol é chamada de energia radiante ou energia possuída por partículas vibrantes. Partículas vibratórias no sol criam ondas que viajam através do espaço e do tempo. Chamamos essas ondas criadas por partículas vibratórias de ondas eletromagnéticas . As ondas eletromagnéticas contêm propriedades elétricas e magnéticas que permitem que viajem através do espaço, mesmo que o espaço seja vazio de matéria. Outras ondas, por exemplo, as ondas do oceano, requerem matéria para se mover.
Podemos facilmente demonstrar a formação de ondas a partir de partículas vibrantes. Aqui – vamos fazer uma pequena experiência. Se você tem uma xícara de café, supondo que esteja frio o suficiente, ou um copo d’água perto de você, apenas enfie o dedo na água e mexa – vibre – para frente e para trás, e observe as ondas se formarem. Agora, embora essas não sejam ondas eletromagnéticas, o conceito é semelhante à forma como a vibração se forma.
Como funciona a energia radiante?
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Como acabamos de discutir, as ondas eletromagnéticas podem viajar pelo espaço sideral. Eles podem viajar por longas distâncias e se movem na velocidade da luz. O trabalho é feito por energia radiante, conforme as ondas eletromagnéticas entram em contato com as partículas e fazem com que elas se movam. Vamos examinar o sol como fonte de energia radiante.
A energia radiante do sol é especificamente conhecida como energia solar . O sol contém uma quantidade enorme de energia radiante que produz ondas eletromagnéticas. Essas ondas viajam para longe do sol através do espaço e do tempo. Quando as ondas entram em contato com algum objeto – digamos nossa pele – elas fazem com que as moléculas em nossa pele se movam mais rápido. À medida que as moléculas se movem mais rápido, nos sentimos mais quentes.
Essas mesmas ondas eletromagnéticas viajando pelo espaço não funcionam porque não há nada para entrar em contato. Ao mesmo tempo, nada impede as ondas, então elas continuam a viajar até atingirem alguma coisa.
O que são ondas eletromagnéticas?
Para entender melhor como a energia radiante funciona, precisamos examinar as ondas eletromagnéticas com um pouco mais de detalhes. As ondas eletromagnéticas são semelhantes a outras ondas, como as ondas do oceano, no sentido de que têm partes altas e têm partes baixas e se movem. Os topos das ondas são chamados de cristas e o fundo das ondas são chamados de vales. Assim como existem diferentes tipos de ondas, existem diferentes tipos de ondas eletromagnéticas.
Cada tipo de onda eletromagnética é definido por seu comprimento de onda . Bem, o que é isso? É simplesmente a distância entre as ondas. Embora seja mais fácil medir o comprimento de onda das ondas no oceano porque podemos vê-las, os cientistas descobriram maneiras de medir o comprimento de onda das ondas eletromagnéticas, embora não possamos vê-las.
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Outra maneira de ver os diferentes tipos de ondas é por sua frequência , que pode ser considerada a velocidade com que a onda se move. A frequência também pode ser expressa em termos de hertz , ou o número de ondas formadas em um período de tempo. Ondas com comprimentos de onda longos têm frequências mais curtas, enquanto ondas com comprimentos de onda mais curtos têm frequências mais altas.
O que as ondas têm a ver com energia?
OK. Então, o que essas ondas têm a ver com energia? Deixe-me começar dizendo que as ondas eletromagnéticas transportam energia. As ondas eletromagnéticas com comprimentos de onda mais curtos e frequências mais altas transportam mais energia – em outras palavras, elas têm uma capacidade maior de trabalhar.
Vamos pensar dessa maneira. Considere alguém socando um saco. Imagine cada golpe sendo equivalente a uma única onda. Se essa pessoa socar mais rápido, o saco se moverá mais. Em outras palavras, mais trabalho será feito. Da mesma forma, uma onda com uma frequência mais alta possuiria uma capacidade maior de fazer trabalho, que, como você sabe, é energia .
Aplicação de Energia Radiante
Agora que entendemos a natureza da energia radiante e das ondas eletromagnéticas, vamos explorar diferentes tipos de energia radiante e o que cada tipo faz na natureza. O que você vê na tela é um espectro de todas as ondas eletromagnéticas que conhecemos. Em uma extremidade do espectro, temos ondas de alta energia . Os raios gama e os raios X carregam muita energia radiante, pois têm altas frequências e comprimentos de onda curtos. Estamos familiarizados com os raios X, já que são usados para tirar fotos de nossos ossos.
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A outra extremidade do espectro é composta por ondas com baixa energia . Essas ondas têm baixa energia, pois têm frequências mais baixas e comprimentos de onda mais longos. As ondas de rádio transportam sinais de áudio da estação de rádio para os rádios em nossos carros e casas. As ondas eletromagnéticas no meio do espectro são a luz ultravioleta, a luz visível, a radiação infravermelha e as microondas. Mesmo a luz visível tem diferentes comprimentos de onda, o que explica as diferentes cores que vemos.
Resumo da lição
Vamos resumir o que aprendemos nesta lição. Energia radiante é a energia possuída por partículas vibrantes. A energia radiante é um dos muitos tipos de energia, em que energia é a capacidade de trabalhar. A energia radiante é transferida na forma de ondas eletromagnéticas , ou ondas compostas de propriedades elétricas e magnéticas.
Diferentes ondas eletromagnéticas podem ser identificadas por seu comprimento de onda , ou a distância entre as ondas, e sua frequência , ou o número de ondas formadas em um período de tempo. Ondas eletromagnéticas com altas frequências e comprimentos de onda curtos são ondas de alta energia , enquanto aquelas com frequências baixas e comprimentos de onda longos são ondas de baixa energia .
Resultados de Aprendizagem
Depois de terminar esta lição, você deverá ser capaz de:
- Defina energia radiante e ondas eletromagnéticas
- Compreenda o comprimento de onda e a frequência
- Diferencie ondas de alta e baixa energia