Energi yang dipancarkan oleh sumber cahaya disebut energi

Latar belakang singkat mengenai penerangan dan berbagai istilah dan definisi dasar yang digunakan di industri berkaitan dengan penerangan.

Sejak dimulainya peradaban hingga sekarang, manusia meciptakan cahaya hanya dari api, walaupun lebih banyak sumber panas daripada cahaya. Di abad ke 21 ini kita masih menggunakan prinsip yang sama dalam menghasilkan panas dan cahaya melalui lampu pijar. Hanya dalam beberapa dekade terakhir produk-produk penerangan menjadi lebih canggih dan beraneka ragam. Perkiraan menunjukan bahwa pemakaian energi oleh penerangan adalah 20 – 45% untuk pemakaian energi total oleh bangunan komersial dan sekitar 3 – 10% untuk pemakaian energi total oleh plant industri. Hampir kebanyakan pengguna energi komersial dan industri peduli penghematan energi dalam sistim penerangan. Seringkali, penghematan energi yang cukup berarti dapat didapatkan dengan investasi yang minim dan masuk akal. Mengganti lampu uap merkuri atau sumber lampu pijar dengan logam halida atau sodium bertekanan tinggi akan menghasilkan pengurangan biaya energi dan meningkatkan jarak penglihatan. Memasang dan menggunakan kontrol foto, pengaturan waktu penerangan, dan sistim manajemen energi juga dapat memperoleh penghematan yang luar biasa. Walau begitu, dalam beberapa kasus mungkin perlu mempertimbangkan modifikasi rancangan penerangan untuk mendapatkan penghematan energi yang dikehendaki. Penting untuk dimengerti bahwa lampu-lampu yang efisien, belum tentu merupakan sistim penerangan yang efisien.

Teori Dasar Mengenai Cahaya

Cahaya hanya merupakan satu bagian berbagai jenis gelombang elektromagnetis yang terbang ke angkasa. Gelombang tersebut memiliki panjang dan frekuensi tertentu, yang nilainya dapat dibedakan dari energi cahaya lainnya dalam spektrum elektromagnetisnya.

Cahaya dipancarkan dari suatu benda dengan fenomena sebagai berikut:

Pijar padat dan cair memancarkan radiasi yang dapat dilihat bila dipanaskan sampai suhu 1000K. Intensitas meningkat dan penampakan menjadi semakin putih jika suhu naik.
Muatan Listrik: Jika arus listrik dilewatkan melalui gas maka atom dan molekul memancarkan radiasi dimana spektrumnya merupakan karakteristik dari elemen yang ada.
Electro luminescence: Cahaya dihasilkan jika arus listrik dilewatkan melalui padatan tertentu seperti semikonduktor atau bahan yang mengandung fosfor.
Photoluminescence: Radiasi pada salah satu panjang gelombang diserap, biasanya oleh suatu padatan, dan dipancarkan kembali pada berbagai panjang gelombang. Bila radiasi yang dipancarkan kembali tersebut merupakan fenomena yang dapat terlihat maka radiasi tersebut disebut fluorescence atau phosphorescence.

Cahaya nampak, seperti yang dapat dilihat pada spektrum elektromagnetik, diberikan dalam Gambar 1, menyatakan gelombang yang sempit diantara cahaya ultraviolet (UV) dan energi inframerah (panas). Gelombang cahaya tersebut mampu merangsang retina mata, yang menghasilkan sensasi penglihatan yang disebut pandangan. Oleh karena itu, penglihatan
memerlukan mata yang berfungsi dan cahaya yang nampak.

Gambar 1. Radiasi yang Tampak (Biro Efisiensi Energi, 2005)

Definisi dan Istilah yang Umum Digunakan dalam Cahaya.

Lumen: Satuan flux cahaya; flux dipancarkan didalam satuan unit sudut padatan oleh suatu sumber dengan intensitas cahaya yang seragam satu candela. Satu lux adalah satu lumen per meter persegi. Lumen (lm) adalah kesetaraan fotometrik dari watt, yang memadukan respon mata “pengamat standar”. 1 watt = 683 lumens pada panjang gelombang 555 nm.
Efficacy Beban Terpasang: Merupakan iluminasi/terang rata-rata yang dicapai pada suatu bidang kerja yang datar per watt pada pencahayaan umum didalam ruangan yang dinyatakan dalam lux/W/m². Perbandingan Efficacy Beban Terpasang: Merupakan perbandingan efficacy beban target dan beban terpasang.
Luminaire: Luminaire adalah satuan cahaya yang lengkap, terdiri dari sebuah lampu atau beberapa lampu, termasuk rancangan pendistribusian cahaya, penempatan dan perlindungan lampu-lampu, dan dihubungkannya lampu ke pasokan daya.
Lux: Merupakan satuan metrik ukuran cahaya pada suatu permukaan. Cahaya rata-rata yang dicapai adalah rata-rata tingkat lux pada berbagai titik pada area yang sudah ditentukan. Satu lux setara dengan satu lumen per meter persegi.
Tinggi mounting: Merupakan tinggi peralatan atau lampu diatas bidang kerja.
Efficacy cahaya terhitung: Perbandingan keluaran lumen terhitung dengan pemakaian daya terhitung dinyatakan dalam lumens per watt.
Indeks Ruang: Merupakan perbandingan, yang berhubungan dengan ukuran bidang keseluruhan terhadap tingginya diantara tinggi bidang kerja dengan bidang titik lampu.
Efficacy Beban Target: Nilai efficacy beban terpasang yang dicapai dengan efisiensi terbaik, dinyatakan dalam lux/W/m².
Faktor pemanfaatan (UF): Merupakan bagian flux cahaya yang dipancarkan oleh lampulampu, menjangkau bidang kerja. Ini merupakan suatu ukuran efektivitas pola pencahayaan.
Intensitas Cahaya dan Flux: Satuan intensitas cahaya I adalah candela (cd) juga dikenal dengan international candle. Satu lumen setara dengan flux cahaya, yang jatuh pada setiap meter persegi (m2) pada lingkaran dengan radius satu meter (1m) jika sumber cahayanya isotropik 1-candela (yang bersinar sama ke seluruh arah) merupakan pusat isotropik lingkaran. Dikarenakan luas lingkaran dengan jarijari r adalah 4πr2, maka lingkaran dengan jari-jari 1m memiliki luas 4πm2, dan oleh karena itu flux cahaya total yang dipancarkan oleh sumber 1- cd adalah 4π1m. Jadi flux cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya isotropik dengan intensitas I adalah:

Flux cahaya (lm) = 4π × intensitas cahaya (cd)

Perbedaan antara lux dan lumen adalah bahwa lux berkenaan dengan luas areal pada mana flux menyebar 1000 lumens, terpusat pada satu areal dengan luas satu meter persegi, menerangi meter persegi tersebut dengan cahaya 1000 lux. Hal yang sama untuk 1000 lumens, yang menyebar ke sepuluh meter persegi, hanya menghasilkan cahaya suram 100 lux.

Hukum kuadrat terbalik mendefinisikan hubungan antara pencahayaan dari sumber titik dan jarak. Rumus ini menyatakan bahwa intensitas cahaya per satuan luas berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari sumbernya (pada dasarnya jari-jari).

E = I / d 2

Dimana E = Emisi cahaya, I = Intensitas cahaya dan d = jarak Bentuk lain dari persamaan ini yang lebih mudah adalah:

E1 d1² = E2 d2²

Jarak diukur dari titik uji ke permukaan yang pertama-tama kena cahaya – kawat lampu pijar jernih, atau kaca pembungkus dari lampu pijar yang permukaannya seperti es.

Contoh: Jika seseorang mengukur 10 lm/m² dari sebuah cahaya bola lampu pada jarak 1 meter, berapa kerapatan flux pada jarak setengahnya?

Penyelesaian: E1m = (d2 / d1)² * E2 = (1,0 / 0,5)² * 10 = 40 lm/m²

Suhu warna, dinyatakan dalam skala Kelvin (K), adalah penampakan warna dari lampu itu sendiri dan cahaya yang dihasilkannya. Bayangkan sebuah balok baja yang dipanaskan secara terus menerus hingga berpijar, pertama-tama berwarna oranye kemudian kuning dan seterusnya hingga menjadi “putih panas”. Sewaktu-waktu selama pemanasan, kita dapat mengukur suhu logam dalam Kelvin (Celsius + 273) dan memberikan angka tersebut kepada warna yang dihasilkan. Hal ini merupakan dasar teori untuk suhu warna. Untuk lampu pijar, suhu warna merupakan nilai yang “sesungguhnya”; untuk lampu neon dan lampu dengan pelepasan intensitas tinggi (HID), nilainya berupa perkiraan dan disebut korelasi suhu warna. Di Industri, “suhu warna” dan “korelasi suhu warna” kadang-kadang digunakan secara bergantian. Suhu warna lampu membuat sumber cahaya akan nampak “hangat”, “netral” atau “sejuk”. Umumnya, makin rendah suhu, makin hangat sumber, dan sebaliknya.

Kemampuan sumber cahaya merubah warna permukaan secara akurat dapat diukur dengan baik oleh indeks perubahan warna. Indeks ini didasarkan pada ketepatan dimana serangkaian uji warna dipancarkan kembali oleh lampu yang menjadi perhatian relatif terhadap lampu uji, persesuaian yang sempurna akan diberi angka 100. Indeks CIE memiliki keterbatasan, namun cara ini merupakan cara yang sudah diterima secara luas untuk sifat-sifat perubahan warna dari sumber cahaya.

Tabel 1. Penerapan kelompok perubahan warna (Biro Efisiensi Energi, 2005)

Kesalah pahaman yang umum terjadi adalah bahwa suhu warna dan perubahaan warna keduanya menjelaskan sifat yang sama terhadap lampu. Selain itu, suhu warna menjelaskan penampilan warna sumber cahaya dan cahaya yang dipancarkannya. Perubahan warna menjelaskan bagaimana cahaya merubah warna suatu objek.

(www.energyefficiencyasia.org )

Penulis: DoniMorika, dosen Desain Interior Binus@Bandung /arsitek & interior

Dalam fisika, dan khususnya yang diukur oleh radiometri, energi radiasi adalah energi dari radiasi elektromagnetik dan gravitasi.[1] Sebagai energi, satuan SI-nya adalah joule (J). Jumlah energi radiasi dapat dihitung dengan mengintegralkan fluks cahaya (atau daya) terhadap waktu. Simbol Qe sering digunakan pada literatur untuk melambangkan energi radiasi ("e" untuk "energi", menghindari kebingungan dengan besaran fotometri). Di cabang-cabang fisika selain radiometri, energi elektromagnetik menggunakan E atau W. Istilah ini digunakan terutama bila radiasi elektromagnetik dipancarkan oleh suatu sumber ke lingkungan sekitarnya. Radiasi ini dapat terlihat atau tidak terlihat oleh mata manusia.[2][3]

Cahaya terlihat seperti sinar matahari membawa energi radiasi, digunakan dalam pembangkittenaga surya.

Istilah "energi radiasi" ini paling sering digunakan dalam bidang radiometri, energi surya, pemanas dan pencahayaan, tetapi juga kadang-kadang digunakan di bidang lain (seperti telekomunikasi). Dalam aplikasi modern yang melibatkan transmisi daya dari satu lokasi ke lokasi lain, "energi radiasi" kadang-kadang digunakan untuk merujuk kepada gelombang elektromagnetik itusendiri, bukan kepada energi (properti gelombang). Di masa lalu, istilah "energi elektro-radiasi" juga digunakan.[4]

Istilah "energi radiasi" juga berlaku untuk radiasi gravitasi.[5][6] sebagai contoh, gelombang gravitasi pertama yang pernah diamati dihasilkan oleh sebuah tumbukan lubang hitam memancarkan sekitar 5.3×1047 joule energi gelombang-gravitasi.[7]

Radiasi Cherenkov bersinar dalam inti reaktor TRIGA.

Karena radiasi elektromagnetik dapat dikonseptualisasikan sebagai aliran foton, energi radiasi dapat dilihat sebagai energi foton – energi yang dibawa oleh foton. Atau, radiasi elektromagnetik dapat dilihat sebagai gelombang elektromagnetik yang membawa energi dalam osilasi medan listrik dan magnetik. Kedua pandangan ini benar-benar setara dan digunakan satu sama lain dalam teori medan kuantum (lihat dualitas gelombang-partikel).

Ketika gelombang elektromagnetik diserap oleh suatu benda, energi gelombang diubah menjadi panas (atau dikonversi ke listrik dalam kasus bahan fotolistrik). Hal ini merupakan efek yang familiar karena sinar matahari menghangatkan permukaan yang disinari. Seringkali fenomena ini dikaitkan terutama dengan radiasi inframerah, tetapi setiap jenis radiasi elektromagnetik akan menghangatkan sebuah benda yang menyerapnya. Gelombang elektromagnetik juga dapat dipantulkan atau tersebar, dalam hal ini energi mereka diarahkan atau didistribusikan.

Sistem terbuka

Energi radiasi merupakan salah satu mekanisme dimana energi dapat memasuki atau meninggalkan suatu sistem terbuka.[8][9][10] Sistem tersebut dapat dibuat manusia, seperti pengumpul energi surya; atau alami, seperti atmosfer Bumi. Dalam geofisika, sebagian besar gas-gas atmosfer, termasuk gas rumah kaca, memungkinkan energi radiasi dengan panjang gelombang pendek melewati ke permukaan Bumi, memanaskan tanah dan lautan. Energi matahari yang terserap sebagian kembali dipancarkan sebagai panjang gelombang radiasi (terutama radiasi inframerah), beberapa diantaranya diserap oleh atmosfer gas rumah kaca. Energi radiasi dihasilkan di matahari sebagai hasil dari fusi nuklir.[11]

Pancaran energi ini digunakan untuk pemanas radiasi.[12] Energi ini dapat dihasilkan secara listrik dengan lampu inframerah, atau dapat diserap dari sinar matahari dan digunakan untuk memanaskan air. Energi panas yang dipancarkan dari elemen hangat (lantai, dinding, panel overhead) dan menghangatkan orang-orang dan benda-benda lain di kamar daripada langsung pemanas udara. Karena ini, suhu udara dapat menjadi lebih rendah daripada konvensional dipanaskan bangunan, meskipun ruangan muncul hanya sebagai nyaman.

Berbagai aplikasi lain dari energi radiasi telah dirancang.[13] Ini mencakup perawatan dan inspeksi, pemisahan dan pemilahan, media kontrol, dan media komunikasi. Banyak dari aplikasi ini melibatkan sumber energi radiasi dan detektor yang merespon radiasi tersebut dan memberikan sinyal yang mewakili beberapa karakteristik radiasi tersebut. Detektor energi radiasi menghasilkan respon terhadap insiden energi radiasi baik sebagai peningkatan atau penurunan pada potensial listrik atau aliran arus menyebabkan terjadinya perubahan, seperti paparan film fotografi.

Salah satu telepon nirkabel paling awal yang didasarkan pada energi radiasi diciptakan oleh Nikola Tesla. Perangkat itu menggunakan pemancar dan penerima yang resonansinya disetel ke frekuensi yang sama, yang memungkinkan komunikasi di antara mereka. Pada tahun 1916, ia menceritakan sebuah eksperimen yang ia lakukan pada tahun 1896.[14] Dia ingat bahwa "Setiap kali saya menerima efek dari pemancar, salah satu cara paling sederhana [untuk mendeteksi transmisi nirkabel] adalah dengan menerapkan medan magnet ke arus yang dihasilkan konduktor, dan ketika saya melakukannya, frekuensi rendah memberikan catatan terdengar."

^ "Radiant energy Diarsipkan 2017-11-15 di Wayback Machine.". Federal standard 1037C
^ George Frederick Barker, Physics: Advanced Course, page 367
^ Hardis, Jonathan E., "Visibility of Radiant Energy Diarsipkan 2009-09-29 di Wayback Machine.". PDF.
^ Examples: US 1005338 "Transmitting apparatus", US 1018555 "Signaling by electroradiant energy", and US 1597901 "Radio apparatus".
^ Kennefick, Daniel. Traveling at the Speed of Thought: Einstein and the Quest for Gravitational Waves. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-11727-0. Diakses tanggal 9 March 2016.
^ Sciama, Dennis (17 February 1972). "Cutting the Galaxy's losses". New Scientist: 373. Diakses tanggal 9 March 2016.
^ Abbott, B.P. (11 February 2016). "Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger". Diakses tanggal 9 March 2016.
^ Moran, M.J. and Shapiro, H.N., Fundamentals of Engineering Thermodynamics, Chapter 4. "Mass Conservation for an Open System", 5th Edition, John Wiley and Sons. ISBN 0-471-27471-2.
^ Robert W. Christopherson, Elemental Geosystems, Fourth Edition. Prentice Hall, 2003. Pages 608. ISBN 0-13-101553-2
^ James Grier Miller and Jessie L. Miller, The Earth as a System.
^ Energy transformation. assets.cambridge.org. (excerpt)
^ US 1317883 "Method of generating radiant energy and projecting same through free air for producing heat"
^ Class 250, Radiant Energy[pranala nonaktif permanen], USPTO. March 2006.
^ Anderson, Leland I. (editor), Nikola Tesla On His Work With Alternating Currents and Their Application to Wireless Telegraphy, Telephony and Transmission of Power, 2002, ISBN 1-893817-01-6.

Caverly, Donald Philip, Primer of Electronics and Radiant Energy. New York, McGraw-Hill, 1952.
Whittaker, E. T. (Apr 1929). "What is energy?". The Mathematical Gazette. The Mathematical Association. 14 (200): 401–406. doi:10.2307/3606954. JSTOR 3606954.

Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Energi_radiasi&oldid=21158731"