Intensidade de radiação

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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[editar | editar código-fonte]

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:

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[editar | editar código-fonte]

  • 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


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