Utstrålar

Utstrålar är processen där ett fysiskt system avger energi i form av elektromagnetisk strålning eller partiklar. Begreppet används inom flera områden, bland annat fysik, astronomi och klimatvetenskap. När en kropp avger strålning förlorar den energi, och intensiteten och spektralfördelningen beror på kroppens egenskaper och tillstånd.

Det finns olika typer av utstrålning. Termisk utstrålning följer Plancks lag och Domen Stefan–Boltzmanns ekvation: varje kropp avger strålning över hela spektrumet med en kurva som är starkt temperaturberoende. Emissiviteten ε anger hur effektivt ett material avger strålning jämfört med en svartkropp och kan variera över våglängder. Spektral linjeutstrålning uppstår när atomer eller molekyler genomgår kvantmekaniska övergångar och avger eller absorberar energi vid specifika våglängder. Icke-termisk utstrålning uppstår genom processer som synkrotronstrålning, bremsstrahlung och andra relativistiska mekanismer i magnetfält eller gaser.

Mätning och storheter knutna till utstrålning innefattar strålningsflöde, intensitet och radians i olika våglängdsområden. I astronomi används begreppen luminositet och spektral täthet för att beskriva hur mycket energi en källa avger och hur den fördelas i rymden. Inom klimatvetenskapen studeras utstrålningen från jordens yta och atmösfären, särskilt outgoing longwave radiation, som beskriver energin som lämnar jorden till rymden och därmed är central för växthuseffekten.

Exempel på betydelse inkluderar solens bredspektrala utstrålning som drivkraft för klimat och fotosyntes, glödlampors konventionella termiska utstrålning samt radiosignaler och laserutstrålning i teknik. Utstrålning är därmed en grundläggande process som kopplar termodynamik, kvantfysik och kosmisk tecken till observationer och applikationer.