Le mot radiant vient du mot rayon, considéré comme un paquet d’énergie, s’écoulant en ligne droite d’une source à une cible. Le terme puissance rayonnante fait référence à l’énergie électromagnétique (EM) durable moyenne reçue d’une source, naturelle ou artificielle, au fil du temps. Plus la durée d’exposition au rayonnement, ou énergie rayonnante, est longue, plus la puissance rayonnante produite est importante. L’énergie rayonnante ne peut être utilisée que si sa source, son mode de transmission et sa cible, généralement un détecteur ou une centrale électrique, sont stables et durables sur une période de temps donnée.
Les trois parties de la distribution d’énergie rayonnante — la source, la transmission et la cible — peuvent être illustrées dans un système naturel. Par exemple, la puissance rayonnante des photons du soleil est transmise à la Terre et peut atteindre des cibles naturelles telles que les feuilles des arbres. Le processus de photosynthèse commence, le dioxyde de carbone est converti en glucose et l’arbre développe un stockage d’énergie chimique.
L’énergie EM entrante peut également être transformée au niveau de la cible en d’autres formes d’énergie utilisable. Les municipalités, les maisons et les entreprises utilisent des procédés pour exploiter l’énergie provenant de diverses sources d’énergie rayonnante. Ceci est fait principalement pour produire de l’électricité.
Le soleil est la source de rayonnement EM la plus proche de la Terre, distribuant une large gamme de paquets d’énergie, appelés quanta, oscillant à différentes fréquences. Plus les paquets oscillent rapidement, plus ils transmettent de grandes quantités de puissance rayonnante. La désintégration atomique, en raison de la force nucléaire faible, et les interactions atomiques violentes dans l’évolution des étoiles produisent le spectre complet de la puissance radiative. Les détecteurs que les astronomes utilisent pour visualiser l’univers utilisent tout le spectre de fréquences EM, mais les humains, qui ne peuvent naturellement détecter les rayonnements que dans le spectre lumineux, ont inventé des technologies pour identifier et exploiter les fréquences des ondes radio à faible énergie, des micro-ondes et des ondes infrarouges. aux rayons X de haute énergie.
Comme la matière se présente sous forme de paquets plus petits et plus énergétiques, elle se transmet dans l’espace intermédiaire de telle manière que si l’on essayait de trouver sa position, on ne pourrait l’observer que statistiquement. Selon les expériences, à environ la taille d’un atome d’hydrogène, les paquets d’énergie deviennent non locaux. C’est-à-dire que leurs emplacements ne peuvent être déterminés que sous forme de distributions statistiques, la probabilité que le paquet d’énergie soit échantillonné à un endroit ou à un moment spécifique.
Les humains créent des centrales électriques artificielles pour capter l’énergie rayonnante et l’utiliser de plusieurs manières. L’énergie du soleil chauffe un corps noir, émet des ondes infrarouges, agite et chauffe les molécules d’eau à utiliser dans la maison et l’industrie. Lorsque les ondes lumineuses sont mises en phase, elles fonctionnent comme des lasers pour concentrer la puissance sur de petites surfaces.
Albert Einstein a remporté le prix Nobel de physique en 1921 pour avoir décrit l’effet photoélectrique qui se produit lorsque la lumière frappe un câblage conducteur, provoquant le flux d’électrons dans le métal ; le photovoltaïque est né de cette découverte. Les micro-ondes chauffent les aliments grâce à l’interaction des ondes infrarouges rayonnantes avec les molécules alimentaires. Le calcul de la quantité d’ensoleillement solaire au fil du temps donne aux climatologues une idée de la puissance radiante disponible pour forcer le réchauffement et le refroidissement de la Terre.