放射エネルギー

物理学、特に放射測定で測定される場合、放射エネルギーは電磁放射^{[ 1 ]}と重力放射のエネルギーです。エネルギーとしてのSI単位はジュール（J）です。放射エネルギーの量は、放射束（または電力）を時間に関して積分することによって計算できます。放射エネルギーを表す記号Qe_は、文献全体でよく使用されます（「e」は「energetic」の略で、測光量との混同を避けるため）。放射測定以外の物理学の分野では、電磁エネルギーはEまたはWを使用して参照されます。この用語は、電磁放射が光源から周囲の環境に放出される場合に特に使用されます。この放射は人間の目に可視または不可視の場合があります。^{[ 2 ] [ 3 ]}

「放射エネルギー」という用語は、放射測定、太陽エネルギー、暖房、照明の分野で最も一般的に使用されていますが、他の分野（電気通信など）でも使用されることがあります。ある場所から別の場所へ電力を伝送する現代のアプリケーションでは、「放射エネルギー」は、電磁波のエネルギー（波の特性）ではなく、電磁波そのものを指すために使用されることがあります。過去には、「電気放射エネルギー」という用語も使用されていました。^{[ 4 ]}

「放射エネルギー」という用語は、重力波にも適用されます。^{[ 5 ] [ 6 ]}例えば、これまで観測された最初の重力波は、約5.3 × 10⁻⁶のエネルギーを放出したブラックホールの衝突によって発生しました。⁴⁷ジュールの重力波エネルギー。 ^{[ 7 ]}

電磁放射は光子の流れとして概念化できるため、放射エネルギーは光子エネルギー、つまりこれらの光子が運ぶエネルギーと見なすことができます。あるいは、電磁放射は振動する電場と磁場にエネルギーを運ぶ電磁波と見なすこともできます。これら2つの見方は完全に等価であり、量子場理論で互いに調和しています（波動粒子二重性を参照）。^{[ 8 ]}

電磁放射には様々な周波数があります。特定の電磁信号に含まれる周波数帯域は、原子スペクトルに見られるように明確に区別できる場合もあれば、黒体放射のように広い場合もあります。粒子モデルでは、各光子が運ぶエネルギーはその周波数に比例します。波動モデルでは、単色波のエネルギーはその強度に比例します。これは、2つの電磁波が同じ強度を持ちながら周波数が異なる場合、各光子のエネルギーが高いため、周波数が高い電磁波の方が「含まれる」光子の数が少ないことを意味します。

電磁波が物体に吸収されると、そのエネルギーは熱に変換されます（光電効果のある材料の場合は電気エネルギーに変換されます）。これは、太陽光が照射された表面を温めるのと同じように、非常に身近な現象です。この現象は特に赤外線と関連付けられることが多いですが、あらゆる種類の電磁波は、それを吸収した物体を温めます。電磁波は反射または散乱することもあり、その場合、エネルギーは方向を変えたり、再分配されたりします。

放射エネルギーは放射暖房に使用されます。^{[ 13 ]}赤外線ランプで電気的に発生させることも、太陽光から吸収して水を温めることもできます。熱エネルギーは、温かい要素（床、壁、天井パネル）から放出され、空気を直接温めるのではなく、室内の人やその他の物を温めます。そのため、部屋は快適に見えるものの、従来の暖房方式の建物よりも空気温度が低くなる場合があります。

放射エネルギーのさまざまな応用が考案されている。^{[ 14 ]}これらには、処理と検査、分離と選別、制御媒体、および通信媒体が含まれる。これらの応用の多くは、放射エネルギー源と、その放射に反応して放射の何らかの特性を表す信号を提供する検出器を伴う。放射エネルギー検出器は、入射放射エネルギーに対して、電位または電流の流れの増加または減少、あるいは写真フィルムの露光などの他の知覚可能な変化として反応する。