Sähkömagneettisen aallon olemus

[pähkäilijä]

Oliko se Paula Eerola joka sanoi että isommillakin hiukkasilla on aaltoluonne, jopa kappaleilla!

Tässä viitataan De Broglien aallonpituuteen, joka on kvanttimekaniikkaa edeltänyt löydös. Tästä kehittyi varsinainen kvanttimekaniikka. De Borglien aallonpituus on osa kvanttimekaniikkaa, mutta se ei varsinaisesti ole sähkömagnetismin taustalla.

Tästä nousee kysymys aalloista, ne voi ymmärtää värähtelijän tekemiksi tai sitten selitys on jossain muualla. Onko siinä 2 vaihtoehtoa,

1) aalto syntyy värähtelijästä
2) aalto syntyy tuntemattomasta mekanismista

Internetin syövereistä löytyi konkreettinen demonstraatio: https://www.compadre.org/osp/EJSS/4126/154.htm

Valitse Animation 1, ja paina play. Liikuttele nopeus-liukuria v siten, että nopeus vaihtelee esim negatiivisen ja positiivisen välillä. Tämä tarkoittaa samaa kuin se, että annat varaukselle kiihtyvyyden. Näet samalla, kun aalto muodostuu ja etääntyy varauksesta.

Kun jätät liukurin paikalleen, etenee varaus vakionopeudella (ilman kiihtyvyyttä), ja jäljelle jää vain staattinen sähkökenttä. Animation 3 on ympyrärataa kiertävä varaus, jonka keskeiskiihtyvyys tuottaa säteilykuvion. Kuvio on hyvin erilainen kuin siisti ja kaunis tasoaalto.

Eli luonto järjestäisi aaltoliikkeen jostain tuntemattomasta syystä.

Selitys on ilman muuta olemassa. Kuten vanha kansanviisaus toteaa, kulkukoiralta kusi loppuu ennen kuin fyysikolta selitykset

Harmillisesti selitys on matematiikaltaan syvällinen, synkeä ja pitkä, mutta tiivistän muutamaan lauseeseen. Aika-avaruuden symmetriaryhmä on Lorentzin ryhmä SO+(1,3). Tämän ryhmän kaksoispeite on erityinen lineaarinen ryhmä SL(2,C). Jos aika-avaruuteen halutaan (ja luonto on ilmeisesti halunnut) jotakin jolla on massa, ja joka toteuttaa SL(2,C) symmetrian ja sitä kautta aika-avaruuden SO⁺(1,3) symmetrian, niin käytännössä otukset ovat spin-1/2 hiukkasia. Nämä ovat tutummin fermionit, joista universumin massa pääasiassa muodostuu. Kun SL(2,C) ryhmän esitykset, eli spin-1/2 hiukkaset, heitetään soppaan, niin saadaan kauniin symmetrian toteuttavat massahiukkaset.

Kuitenkin universumi on tylsä, jos spin-1/2 hiukkaset eivät vuorovaikuta keskenään. Siksi (luonto on mitä ilmeisemmin halunnut) hitusten välille jotain dynamiikkaa. Osoittautuu, että dynamiikan toteuttaminen vaatii spin-1/2 hiukkasten väliin jotain, joka toteuttaa U(1)-mittasymmetrian, jonka jätän nyt tarkemmin selittämättä.

Kun U(1)-mittasymmetria rakennetaan siten, että spin-1/2 symmetriat eivät mene pilalle, niin päädytään massattomaan vektorikenttään, jonka hiukkasia ovat bosonit, tässä tapauksessa tutummin fotonit. Tämän U(1)-mittakentän avulla spin-1/2 hiukkaset pääsevät vuorovaikuttamaan, ja samalla universumiin saadaan sähkövarauksen säilymisen laki. Sivutuotteena löytyy muuten Higssin kenttäkin, jolla fermionit saavat massansa.

Kun U(1)-mittakenttää tutkitaan, niin huomataan, että universumiin pätkähtää mahdollisuus siihen, että U(1)-kentän arvot etenevät aika-avaruudessa yksikseen, ja ilman lähettyvillä olevia spin-1/2 hiukkasia. Tämä on ihmeellistä, mutta minkä sille voi, että erinäisistä symmetrioista näin seuraa.

Jos on mahdollista, että kentän arvot etenevät yksinään, niin seuraava kysymys on, että missä arvot muodostuvat. Kenttä ei nimittäin salli sitä, että ne syntyvät ilman varauksellisia spin-1/2 hiukkasia. Etsimisen jälkeen todetaan, että ne syntyvät silloin, kun varatut spin-1/2 hiukkaset vaihtavat energiatilaansa tai liiketila muuttuu kiihtyvyyden seurauksena.

Että lyhyesti sanottuna syy sähkömagneettiselle säteielylle on aika-avaruuden symmetrioissa, ja soppaan heitetyissä spin-1/2 hiukkasissa, joiden välille luonto on päättänyt pakottaa keskinäisen vuorovaikutuksen.

On se ihmeellinen luonto kun ajattelee koulun opetuksia jotka vaan kuittaa aallon "se on aaltoliikettä" mutta mitä se on, ei liity juuri mitenkään arkeen.

Sm-säteilystä kannattaisi tehdä populaarikirja jossa välillä tehdään syväsukelluksia. Porukan silmät aukeaisi huomaamaan että valo on kummallinen asia. Kun olen yrittänyt googlettaa "sm-aalto" niin netistä ei kertakaikkiaan löydy tietoa. Mutta täytyy katsoa tuo compadre linkki.

Compadre-linkki yllätti, tuleeko aallot varauksen kentän voimaviivoista? Vai oliko periaatekuva? Videosta huomasi että jarrutus-kiihdytys kuvaa aallonhuippua/pohjaa, ei x-akselin aluetta. Onko sitten niin että kiihdytys-jarrutus on x-akselin paikkeilla...

Muuttujia:
- varauksen suuruus
- kiihdytyksen suuruus
Vakioita:
- c-nopeus

Johtopäätös:
Raju kiihdytys saavuttaa c-nopeuden (lähes c-nopeuden) nopeammin, siksi aalto on lyhyempi ---> siksi aalto on energisempi?

Testi:
Kiihdytetään auto nollasta sataan 30 sekunnissa, energia on X
Kiihdytetään sama auto 0-100km/t 10 sekunnissa, energia on sama x

Sama energisyys tulee hitaassa ja nopeassa kiihdytyksessä, energisyyden ero ei selvinnyt.

Ajatusvirhe tuli, eihän ole pakko saavuttaa lähes valon nopeutta. Voi myös asettaa kiihdytys/jarrutusradan pituuden, tämä on aivan eri asia mutta luulen että se antaa vastauksen. Siispä keksitään radan pituus: 5mm kiihdytykselle ja 5mm jarrutukselle.
Kun elektroni kiihdytetään 5mm, voima on voima1x, samoin jarrutuksessa voima1. Näin aallonpituudeksi saadaan pituus1x. Tehdään taulukko:
5mm voima1x kiihdytys / 5mm voima1x jarrutus
5mm voima2x kiih. / 5mm voima2x jarr.
5mm v.4x ki. / 5mm v.4x jarr.
5mm v.8x ki. / 5mm v.8x jarr.

5mm+5mm on "amplitudi" ja tämä pidetään vakiona. Voima F on muuttuja. Kaavasta A=F/M näkee että F:n kasvu nostaa kiihtyvyyttä lineaarisesti.
Yritän laskea voima 1x:n ja 8x:n eron ajassa 5mm+5mm matkalla. Käytän apuna S=1/2AT^2 ---> T= 2S/sqrtA

1x ki. ---> sqrt 1 = 1 --------> 2S/1 = 2s
2x ---> sqrt 2 = 1,41 ---------->2S/1,41 = 1,42s
4x ---> sqrt 4 = 2 ----------> 2S/2 = 1s
8x ---> sqrt 8 = 2,83 --------> 2S/2,83 = 0,7s
Eli 8x voimalla aika putoaa 2 sekunnista 0,7 sekuntiin

E = 1/2MV^2 kertoisi energian mutta V=nopeus pitäisi ratkaista. V^2= 2E/M ---> V = sqrt(2E/M)

V = AT Tästä seuraa nopeuden kehitys:

1x2s = 2 nopeus
2x1,42s = 2,84
4x1s = 4
8x0,7s = 5,6
Vihdoinkin päästään kiinni energiaan:

1x voiman energia on 4 yksikköä
2x ---------------- 8 --------
4x ---------------- 16 --------
8x ---------------- 64 --------

Lopputulos olisi että energia kasvaa toiseen potenssiin kun aallonpituus puolittuu mutta se taitaa olla väärin...

Lisäys:
Tarvitsee olla oikeat kaavat ei näillä kesää tule.

[Aadolf]

Hei sattumalta löytyi tämä foorumi ja nyt on toivoa saada sm-aaltoon uutta valoa

Nimittäin kirjastosta en löydä materiaalia aallon rakenteesta, viimeksi luin kirjan sähkön historiasta josta avautui monta asiaa. Kirjan loppupuolella käsiteltiin lennätintä, kuinka aalto lähetetään mikä lie laite olikaan. Mutta mitä tapahtuu aallon elämässä, täytyyhän jonkun tietää se.

Oma ymmärrykseni riittää vain siihen että varausta kiihdytetään esm jos elektroni on kädessä ja sitä heilautetaan niin heikko aalto lähtee c nopeudella etenemään. Oletetaan että sen aallonpituus 100000km. Sillon se piirtää s-muotoisen aallon 0,33 sekunnissa. Tosin s-muoto tai aaltomuoto lienee vain kuvaaja aallon rakenteesta? Avoimia kysymyksiä:

1: - amplitudi, onko se 1) etäisyys keskeltä? 2) sm-voimakkuus? 3) vai molemmat?

2: - miksi aalto etenee 90 asteen kulmassa aaltoliikkeeseen nähden? Kun heilautan kättäni, mistä ihmeestä aalto tietää minne suuntaan pitää lähteä?

3: - onko aallon energia ulosmitattavissa mielivaltaisen lyhyeltä pätkältä? Eli jos aallonpituus on se 100 000km niin saako sen sammutettua vaikka 1mm matkalla? En tarkoita nyt törmäystä seinään vaan instrumenttia joka kaappaa energian.

Vaikeita kysymyksiähän nämä on kun googlekaan ei auta.
 

1: No sähkökenttä aaltoilee vaikkapa amplitudilla 3 V/m. 

2: Kokeile tätä:  https://www.compadre.org/osp/EJSS/4126/154.htm  Sivuille muodostuu eteneviä mutkia. Eli siis mitattu sähkökentän suunta vaihtelee, kun etenevä mutka ohittaa paikallaan olevan sähkökenttämittarin. Edessä ja takana on sähkökenttää kuvaavat viivat, joihin ei saa tehtyä mutkaa mitenkään.

3: Jos em. mutkan pituus on 100 000km, niin 0.3 sekuntia kestää kaapata mutkan energia paikallan olevaan instrumenttiin.

[pähkäilijä]

Hei sattumalta löytyi tämä foorumi ja nyt on toivoa saada sm-aaltoon uutta valoa

Nimittäin kirjastosta en löydä materiaalia aallon rakenteesta, viimeksi luin kirjan sähkön historiasta josta avautui monta asiaa. Kirjan loppupuolella käsiteltiin lennätintä, kuinka aalto lähetetään mikä lie laite olikaan. Mutta mitä tapahtuu aallon elämässä, täytyyhän jonkun tietää se.

Oma ymmärrykseni riittää vain siihen että varausta kiihdytetään esm jos elektroni on kädessä ja sitä heilautetaan niin heikko aalto lähtee c nopeudella etenemään. Oletetaan että sen aallonpituus 100000km. Sillon se piirtää s-muotoisen aallon 0,33 sekunnissa. Tosin s-muoto tai aaltomuoto lienee vain kuvaaja aallon rakenteesta? Avoimia kysymyksiä:

1: - amplitudi, onko se 1) etäisyys keskeltä? 2) sm-voimakkuus? 3) vai molemmat?

2: - miksi aalto etenee 90 asteen kulmassa aaltoliikkeeseen nähden? Kun heilautan kättäni, mistä ihmeestä aalto tietää minne suuntaan pitää lähteä?

3: - onko aallon energia ulosmitattavissa mielivaltaisen lyhyeltä pätkältä? Eli jos aallonpituus on se 100 000km niin saako sen sammutettua vaikka 1mm matkalla? En tarkoita nyt törmäystä seinään vaan instrumenttia joka kaappaa energian.

Vaikeita kysymyksiähän nämä on kun googlekaan ei auta.

1: No sähkökenttä aaltoilee vaikkapa amplitudilla 3 V/m.

2: Kokeile tätä: https://www.compadre.org/osp/EJSS/4126/154.htm Sivuille muodostuu eteneviä mutkia. Eli siis mitattu sähkökentän suunta vaihtelee, kun etenevä mutka ohittaa paikallaan olevan sähkökenttämittarin. Edessä ja takana on sähkökenttää kuvaavat viivat, joihin ei saa tehtyä mutkaa mitenkään.

3: Jos em. mutkan pituus on 100 000km, niin 0.3 sekuntia kestää kaapata mutkan energia paikallan olevaan instrumenttiin.

Kiitos vinkistä, se on sama minkä QS postasi pari päivää sitten, silmiä avaava simulaatio. Nyt juuri yritän tajuta kuinka tietty aallonpituus sisältäisi sille ominaisen energian. Kun katsoo meren aaltoja, ne voi olla jyrkkiä tai loivia, sama kuin ukkosen jysäys on lähellä jyrkkä ääniaalto mutta kaukana loiva. Mutta sm-aallot ei käyttäydy niin koska arvot on samat paikasta riippumatta, tämä ominaisuus on erikoinen.

[QS]

yritän tajuta kuinka tietty aallonpituus sisältäisi sille ominaisen energian

 

Kun tarkatelussa on Maxwellin yhtälön klassinen sähkömagneettinen aalto, ja sen komponentit

\(E_y (x,t) = E_0\cos(kx - \omega t)\)
\(B_z (x,t) = B_0\cos(kx - \omega t)\)

niin energiatiheys \(u(t,x)=\epsilon_0 E^2=B^2/\mu_0\) riippuu vain amplitudista \(E_0\). Klassisen aallon energiatiheyttä ei voi lausua aallonpituuden \(\lambda=2\pi c/\omega\) tai taajuuden \(f=\omega/2\pi\) avulla.

Tämä fakta on ollut ketjussa esillä lukemattomia kertoja. Faktan häivyttäminen vaatisi sitä, että tajunta menee kvanttikenttäteoriaan asti...

Jos käsittelet monokromaattista säteilyä, niin voit käyttää semiklassista Plancin kaavaa, joka antaa yksittäisen fotonin energian \(E = \hbar \omega = hf = hc/\lambda\). Jos sinulla on riittävästi muita tietoja säteilystä, niin pystyt laskemaan approksimaation fotonilukumäärälle, jonka jälkeen saat muodostettua säteilyn energiasta lausekkeen, joka on aallonpituuden tai taajuuden funktio.

On kyllä mahdollista yhdistää klassinen sähkömagneettinen aalto ja eräät termodynamiikan lainalaisuudet, jolloin saadaan Rayleigh'n-Jeansin laki. Tässä laissa on mukana säteilyn aallonpituus, mutta sen soveltaminen normaalitilanteissa ei ole järkevää.

[Aadolf]

Kiitos vinkistä, se on sama minkä QS postasi pari päivää sitten, silmiä avaava simulaatio. Nyt juuri yritän tajuta kuinka tietty aallonpituus sisältäisi sille ominaisen energian. Kun katsoo meren aaltoja, ne voi olla jyrkkiä tai loivia, sama kuin ukkosen jysäys on lähellä jyrkkä ääniaalto mutta kaukana loiva. Mutta sm-aallot ei käyttäydy niin koska arvot on samat paikasta riippumatta, tämä ominaisuus on erikoinen.

Kuvitellaan että kaksinkertaistamme sen varauksen siinä keskellä siinä simulaatiossa. No sitten siitä keskeltä säteilevien viivojen määrä kaksinkertaistuu. Josta seuraa että sähkökentän voimakkuus kaksinkertaistuu. Josta seuraa että sähkökentän muuttoksien amplitudi kaksinkertaistuu. Josta taas seuraa että aaltojen energia nelinkertaistuu. Josta voimme päätellä että fotoneja on säteilty 4-kertainen määrä, koska yhden fotonin energia ei ole muuttunut, koske taajuus ei ole muuttunut.

[pähkäilijä]

yritän tajuta kuinka tietty aallonpituus sisältäisi sille ominaisen energian

 

Kun tarkatelussa on Maxwellin yhtälön klassinen sähkömagneettinen aalto, ja sen komponentit

\(E_y (x,t) = E_0\cos(kx - \omega t)\)
\(B_z (x,t) = B_0\cos(kx - \omega t)\)

niin energiatiheys \(u(t,x)=\epsilon_0 E^2=B^2/\mu_0\) riippuu vain amplitudista \(E_0\). Klassisen aallon energiatiheyttä ei voi lausua aallonpituuden \(\lambda=2\pi c/\omega\) tai taajuuden \(f=\omega/2\pi\) avulla.

Tämä fakta on ollut ketjussa esillä lukemattomia kertoja. Faktan häivyttäminen vaatisi sitä, että tajunta menee kvanttikenttäteoriaan asti...

Jos käsittelet monokromaattista säteilyä, niin voit käyttää semiklassista Plancin kaavaa, joka antaa yksittäisen fotonin energian \(E = \hbar \omega = hf = hc/\lambda\). Jos sinulla on riittävästi muita tietoja säteilystä, niin pystyt laskemaan approksimaation fotonilukumäärälle, jonka jälkeen saat muodostettua säteilyn energiasta lausekkeen, joka on aallonpituuden tai taajuuden funktio.

On kyllä mahdollista yhdistää klassinen sähkömagneettinen aalto ja eräät termodynamiikan lainalaisuudet, jolloin saadaan Rayleigh'n-Jeansin laki. Tässä laissa on mukana säteilyn aallonpituus, mutta sen soveltaminen normaalitilanteissa ei ole järkevää.

QS:Klassisen aallon energiatiheyttä ei voi lausua aallonpituuden \(\lambda=2\pi c/\omega\) tai taajuuden \(f=\omega/2\pi\) avulla.

Aha no miten Nummelan viivan Väisälä-laite sai juuri aallonpituuden avulla mitattua viivan? Siinä käytettiin interferenssiä. Myös Ligossa käytetään interferenssiä.

[QS]

yritän tajuta kuinka tietty aallonpituus sisältäisi sille ominaisen energian

....

Aha no miten Nummelan viivan Väisälä-laite sai juuri aallonpituuden avulla mitattua viivan? Siinä käytettiin interferenssiä. Myös Ligossa käytetään interferenssiä.

Klassisen aallonpituuden kanssa voi pelata ihan miten päin vain, interferometrillä ja muillakin laitteilla.

Mutta se ei poista sitä faktaa, että klassisen sähkömagneettisen aallon energiatiheyttä ei voi lausua aallonpituuden/taajuuden funktiona. Jos halutaan lausua, niin pitää käyttää Planckin kaavaa, joka ei ole sähkömagneettiseen aallon energia, vaan yksittäiseen fotonin energia.

[Aadolf]

Löytyi todiste 2-tehoisuudesta.Aurinkoenergiayhdistyksen sivulta:
"Auringon säteilyteho pilvettömänä päivänä on 1.000 wattia neliömetrille, auringon säteilyyn kohtisuorassa olevalle pinnalle."

Jos kaikki teho osuisi purjeveneen 20 neliön purjeisiin niin venettä työntäisi 20kW moottori mikä ilmiselvästi ei ole tilanne merellä. Merellä vene keikkuu tyynessä paikallaan MOT. Avaruuden purje taas on eri asia, siellä heikkokin työntö on arvokas kun tuulenvastus ei syö vauhtia.

Työntävä voima on kyllä pieni. Mutta teho on voima kertaa nopeus.

Jos yhden neliömetrin musta purje liikkuu nopeudella 0.5 c poispäin auringosta, niin työntöteho on 250 W, ja lämmitysteho on 250 W, ja purjeen ja auringon välillä matkella olevan säteilyn määrä lisääntyy 500 J sekunnissa.

[pähkäilijä]

Löytyi todiste 2-tehoisuudesta.Aurinkoenergiayhdistyksen sivulta:
"Auringon säteilyteho pilvettömänä päivänä on 1.000 wattia neliömetrille, auringon säteilyyn kohtisuorassa olevalle pinnalle."

Jos kaikki teho osuisi purjeveneen 20 neliön purjeisiin niin venettä työntäisi 20kW moottori mikä ilmiselvästi ei ole tilanne merellä. Merellä vene keikkuu tyynessä paikallaan MOT. Avaruuden purje taas on eri asia, siellä heikkokin työntö on arvokas kun tuulenvastus ei syö vauhtia.

Työntävä voima on kyllä pieni. Mutta teho on voima kertaa nopeus.

Jos yhden neliömetrin musta purje liikkuu nopeudella 0.5 c poispäin auringosta, niin työntöteho on 250 W, ja lämmitysteho on 250 W, ja purjeen ja auringon välillä matkella olevan säteilyn määrä lisääntyy 500 J sekunnissa.

Sivulla 17 QS laski auringon energian käyttäen havainnolistukseen kuorma-autoa. Tänään huonosti ehdin tänne mutta jos löydät kyseisen viestin niin jotain selviää.

[QS]

Löytyi alla oleva vanha viesti, ilmeisesti tarkoituksena selventtää käsitteinä liikemäärän ja energian ero, ja se, että sähkömagneettinen energia on suhteellisesti suuri, mutta liikemäärä pieni.

Se tässä alla jäänyt kertomatta, että energian ja liikemäärän välillä on tietysti yhteys, ja eivät siis ole täysin riippumattomia suureita, mutta eri suureita silti.

Siksi aallon liikemääräkin sisältää energiaa vaikka onkin liikemäärän nimellä.

Aallossa on liikemäärä ja energia. Liikemäärä on liikemäärää ja energia on energiaa. Energia ei sisällä liikemäärää eikä liikemäärä sisällä energiaa.

Energia on skalaari, jonka SI-yksikkö on kg m²/s² (joule, J). Liikemäärä on vektori, jonka SI-yksikkö on kg m/s.

Kun aurinko tuottaa valoa esim protoni-protoni-ketjuksi kutsutussa reaktiossa, niin sen jokaisessa vaiheessa energia ja liikemäärä säilyvät, kumpikin erikseen.

Sehän tässä on erikoista kun auringon säteilypaineella "aurinkomylly" pyörii lasikuvun sisällä ja aallon energia ei pyöritä sitä. Silloin jäljelle ei jää kuin liikemäärä. Eli kun elektronia kiihdytetään, siitä valtaosa muuttuu aallon energiaksi ja pikkuriikkinen osa liikemääräksi. Aalto on kuin akku ilman kuoria, vain energiasisältö painaa ja sanotaan että se painaa 0,000 001 grammaa niin sen liikemäärä olisi 0,000 000 001kg x 300 000 000m/s = 0,3
0,3 siis pyörittää myllyä mutta energiakomponentti taas ei osallistu pyörittämiseen koska se muuttuu lämmöksi. Siksi lämmöksi koska aallot purkaa kaikkiin suuntiin tasapuolisesti energian jolloin myllyn siipiin kohdistuu nollavoima eli kaikki suunnat kumoaa toisensa.

En ymmärtänyt täysin kirjoittamaasi. Mutta lasketaan jotain oikeita esimerkkejä:

Täysin heijastavalla pinnalla auringonvalon säteilypaine \(P = 9 \times 10^{-6}\ \mathrm{Pa} = 9\ \mathrm{\mu Pa}\). Kun tuo kohdistetaan pinta-alan \(A = 1 \ \mathrm{m^2}\) alueelle, on voima \(F = PA = 9\times10^{-6}\ \mathrm{N} = 9\ \mathrm{\mu N}\).

Tuo vastaa maan pinnalla painoa, joka muodostuu massasta \(F/g = 9.2\times10^{-7}\ \mathrm{kg} = 0.92\ \mathrm{mg}\). Samaa suuruusluokkaa kuin lumihiutaleen massa.

Oletetaan, että tuo 1 m² "purje" on kevyttä materiaalia, vaikkapa m = 0.1 kg. Auringon säteilypaineesta saatavalla voimalla purjeen kiihdyttäminen nollasta nopeuteen v=10 km/h kestää ajan \(t = v/a = v/(F/m) = 8.6\ \mathrm{h}\) eli noin työpäivän verran.

Purje on täysin kitkattomassa ympäristössä. Normaaliolosuhteissa voima ei riitä minkään kitkan kumoamiseen. Auringon säteilyn liikemäärän tiheys on niin pieni, että käytännön hyödyt vähäisiä.

Säteilyn energia (sähkömagneettinen energia, ei liike-energia kuten massakappaleilla) sen sijaan on suhteellisen suuri, intensiteetti I=1300 W/m². Reilun 8 h työpäivän aikana purjeeseen kohdistuu säteilyenergiaa noin \(E = I\ t\ A = 4 \times 10^7\ \mathrm{J} = 40\ \mathrm{MJ}\).

Kaikki energia ei absorboidu, mutta päivän mittaan purje lämpenee. Koko tuo \(40\ \mathrm{MJ}\) energia vastaa suunnilleen täyteen lastatun ison rekan liike-energiaa 160 km/h vauhdissa. (löysin jostain nettisivulta, että ison rekan maks paino 40 tonnia)

Sähkömagneettisen säteilyn energia ei ole liike-energian muodossa. Se voidaan muuntaa liike-energiaksi sopivalla laitteella, joita ihminen on tietysti rakentanutkin.

Maapallon olosuhteet ovat siinä mielessä oikeiksi kehittyneet, että suurin osa auringon valon suhteellisen suuresta energiasta ei absorboidu tänne. Jos absorboituisi, niin tämän muotoinen elämä olisi haastavaa.

Auringon säteily on peräisin suurienergisistä reaktioista, esim aiemmin mainittu protoni-protoni -ketju. Iso osa fuusion energiasta siirtyy fotoneihin, vain pienen osan kuljettavat neutriinot, positronit ja helium-ytimet. Siksi auringon valon säteilyteho on suhteellisen suuri. Suurienergiset fotonit menettävät energiaa ennen auringon pinnan saavuttamista, mikä on okei, jotta eivät tänne asti päädy gammasäteilynä.

p.s. turha tieto silmistä: Auringon säteilytehosta suurin osa on näkyvän valon alueella. Maan otusten silmät ovat ymmärrettävistä syistä viritetty juurikin noille aallonpituuksille. Niillä näkeminen on kustannustehokasta, ei tarvita nyrkin kokoisia silmiä keräämään säteilyä.