¿Por qué el sol me hace sentir cálido?

Question

Durante un tiempo pensé que la razón por la que me sentí el calor del sol era porque mi piel estaba siendo golpeado por los fotones, pero luego me di cuenta de que los fotones también me golpeó cuando me tome una radiografía, pero no siento el calor de eso. Así que, ¿por qué es que usted se siente el calor del sol, o cualquier objeto caliente para que la materia?

Answer 1

Los rayos X hacer calor. Es sólo que los rayos X son más peligrosos por cada fotón (que pueden hacer grandes daños a las células y el ADN, y se sabe que causan los tumores y el cáncer), por lo que limitar la cantidad de tiempo que usted está expuesto al mínimo necesario para una imagen clara.

La energía total de parados en la luz del sol durante varios segundos es mucho mayor que la energía de todos los rayos X que vas a tomar en tu vida, es por eso que siento pero no se siente el X-ray.

Addendum:

La Energía Total de un X-ray. He encontrado esta página con la dosis de radiación de radiología comunes de los tratamientos. La dosis de radiación máxima que aparece es de 10 milisieverts (mSv). 1 Sv se define como un joule (J) de energía por kilogramo (kg) de masa corporal. Suponiendo que una persona promedio es de alrededor de 70 kg, 10 mSv corresponde a 0,7 J de energía absorbida. Tenga en cuenta que el consumo real de energía es probablemente un poco menor, debido a que el sievert definiciones también cuenta para los efectos biológicos (por lo que una dosis de un órgano interno ponderado más alto por real joule que una dosis de un dedo o algo). Pero esto debería ser una buena aproximación.

Total de Energía de la luz Solar. El sol salidas de alrededor de 1300 vatios por metro cuadrado (W/m2) en el espacio cerca de la tierra, que se reduce a alrededor de 650 W/m2 en el centro de el día después de ir a través de la atmósfera. 1 watt se define como 1 joule por segundo (J/s). Así que trata de 650 joules de energía por segundo por metro cuadrado.

De acuerdo a este sitio, el área de superficie de un cuerpo humano es de entre 1 y 2 m2. Al menos la mitad de los que está en el lado de su cuerpo, no de cara al sol, y obtendrás menos radiación si el sol está brillando en el extremo de su cuerpo (como la cabeza y los hombros) en lugar de la parte delantera o trasera de su cuerpo. Si suponemos que el sol está justo encima de su cabeza, y usted está acostado sobre su espalda hacia arriba y en el sol, entonces tienes 0,5 a 1 m2 en la luz del sol (es un poco menos porque algunos de los que la superficie es paralela a la de la luz solar, pero estamos en el estadio de béisbol).

Ok, la combinación de todo lo anterior, la luz del sol brilla con 650 J/(s*m2) * [0,5 a 1] m2 = 325 a 650 J/s. Un segundo de luz directa del sol es, por tanto, 465 a 930 veces más energía que una imagen de rayos X, por lo tanto ¿por qué es mucho más caliente.

Answer 2

En adición a la respuesta de @MichaelS, usted necesita considerar cuando la energía de cada fuente se deposita:

La energía solar se deposita en la piel donde hay numerosas terminaciones nerviosas. Un aumento en la temperatura de la piel es "medido" y su cerebro es consciente de ello.

Rayos X de energía que es absorbida por el cuerpo, se absorbe principalmente por los huesos y un poco de cartílago, con muy pocos (si alguno) de las terminaciones nerviosas, por lo que el cerebro no es consciente de la absorción.

Answer 3

Hay dos cosas principales a tener en cuenta - la energía y las características de absorción de fotones de diferentes longitudes de onda.

El Sol emite una gran cantidad de energía, obviamente. Incluso en la distancia de la Tierra al Sol, la concentración de la energía está todavía lejos de ser insignificante - cuando esta energía afecta a su cuerpo y se absorbe, la mayoría de las causas de calefacción (un poco complicado por la longitud de onda, pero ya llegaremos a eso). La cantidad de energía que? Así, en reposo, el cuerpo humano de un adulto irradia alrededor de 300 y 600 W, o 300 y 600 J/s. Esto en realidad es aproximadamente de la misma magnitud como la insolación de la energía - el promedio varía mucho según la latitud, en su mayoría, y que es diferente en diferentes épocas del año, por supuesto. Por ejemplo, en el sur de España tiene un promedio de alrededor de 200 W por metro cuadrado (más en el verano, menos en invierno), mientras que el ecuador tiene alrededor de 1000. La cantidad de energía que se absorbe depende de la cantidad de superficie que están exponiendo, y en qué ángulo. Pero sólo estamos tratando con estadios de béisbol aquí, ya tenemos un duro magnitud.

¿Cómo funciona el X-ray comparar? Así, las máquinas de rayos X son realmente operativo en una muy baja potencia. De acuerdo a wikipedia, 300 J es la dosis letal de rayos X- así que incluso un solo segundo de exposición a los rayos X energéticamente equivallent a la luz solar normal te mataría! Esto hace evidente que su rutina de escáner de rayos-X es el camino, debajo de la clase de energía que recibe del Sol, y demasiado baja para ser detectada por los sentidos humanos - no olvides que todo en la habitación también está radiante, y a temperatura ambiente, este es de nuevo el mismo orden de magnitud, como la luz solar, y su propia radiación de calor (esta es la razón por la que realmente no se "siente" la pérdida de los 300 W de calor - aproximadamente la misma cantidad que se absorbe del ambiente). Los rayos X son totalmente insignificante en comparación.

Ahora, la longitud de onda. La cosa más importante aquí es que las diferentes longitudes de onda de la luz tiene un comportamiento distinto a la hora de interactuar con diferentes tipos de materia. La longitud de onda depende de la energía de los fotones individuales, que a su vez afecta a cómo los fotones interactúan con la materia.

La luz Visible es más o menos el rango donde el individuo fotones tienen la energía suficiente para inducir cambios químicos, pero no lo suficiente como para romper los enlaces más fuertes - esto es lo que hace que sea perfecto para ver, fácilmente influencias sensible a la luz de las moléculas en nuestros ojos, pero no destruye a ellos (y a nosotros) totalmente. Es fácil comprender los principios como el de la "opacidad" con la luz visible, como si algo absorbe la luz, es opaca; si se refleja la luz, es "brillante"; y por último, si no interactuar con la luz, es transparente. Por ejemplo, de vidrio transparente que normalmente es transparente y brillante, lo que refleja la parte de la incidencia de la luz visible, y se absorbe muy poco, dejar a la mayoría a través de. Las nubes tienden a reflejar la luz visible mucho, lo que los hace claramente en blanco de la parte superior, y el bloqueo de algunas de la luz del sol llegue a la superficie (especialmente cuando la nube se vuelve realmente profunda - básicamente, el más oscuro aparece una nube desde la parte inferior, la cantidad de luz que refleja, y la más profunda es).

A bajas energías se encuentra el infrarrojo (literalmente, "por debajo de" rojo, el rojo es el más bajo de la energía de la luz visible). Esto es lo que comúnmente se llama "radiación de calor", ya que ahora domina en las bajas temperaturas que suelen encontrar casi todos los de su propia radiación de infrarrojos, por ejemplo. Realmente domina incluso a temperaturas mucho más altas, pero desde los que también causa la emisión de luz visible, tendemos a tomar eso como el más importante, aunque la mayoría de la energía es emitida como radiación infrarroja. La radiación visible comienza alrededor de 480 °C, un opaco color rojo; la superficie del sol es de alrededor de 6000 °C. La luz del sol es energéticamente compuesto principalmente de infrarrojos (~50%) y la luz visible (~40%). El vidrio es generalmente opaco a la luz infrarroja - esta es una de las cosas que hace invernaderos de trabajo; el material en el invernadero que absorbe parte de la incidencia de la luz visible, pero cuando esa energía se irradia hacia afuera, va a ser radiada por infrarrojos, capaces de pasar a través del vidrio. Las nubes absorben en el infrarrojo cercano de una manera bastante eficaz, que es por qué aún muy superficial nubes en el verano puede hacer que usted se sienta "frío" - la luz que le llega usted puede perder una gran parte de los que el 50% de la rebanada se mencionó anteriormente. Profundo de las nubes puede bloquear casi todos los de la energía proveniente del sol, tanto del visible y del infrarrojo.

En altas energías que hemos ultravioleta ("por encima de violeta"). La luz UV (sólo una pequeña fracción ser "rayos X" - técnicamente, que son los rayos ultravioleta, pero generalmente se agrupan por separado), es de alrededor del 8% de la luz solar por la energía en la parte superior de la atmósfera de la Tierra, y alrededor de un 4%, cuando finalmente se llega a través de la atmósfera y la capa de ozono. Así que en términos del total del flujo de energía, en su mayoría son insignificantes. Su principal peligro proviene de su por fotones de energía que tiene la energía suficiente para despojar a los átomos de sus electrones, y romper incluso fuertes enlaces moleculares; el más importante para nosotros, ellos son lo suficientemente potente como para dañar nuestro ADN. La parte inferior de energía ultravioleta de la luz tiende a ser absorbida por el vidrio transparente muy fácilmente, así que no vas a conseguir bronceada al sol detrás de una ventana (salones de bronceado uso de diferentes tipos de vidrio, transparente para el "deseado" de la banda de luz ULTRAVIOLETA). Como llegar a la realidad de las altas energías, usted encontrar que menos y menos fotones son absorbidos por la materia, y que siempre están, que causan grandes cambios.

Los rayos X son la energía suficiente para pasar casi sin obstáculos a través del cuerpo humano - básicamente, en los niveles de energía, la más importante es la densidad de la materia. Esto es lo que hace que los rayos X son tan útiles en la medicina, muchos de los rayos X pasan o dispersión de derecho a través de nosotros y podemos usar esa información para construir una bastante exacta de la imagen de nuestro interior, mostrando claramente por ejemplo, los huesos y los órganos internos. El inconveniente es que cuando el X-ray llega una cadena de ADN, que causa daños - si hay suficiente rayos X absorbidos (o incluso dispersos) por el ADN, que puede fácilmente abrumar a nuestra capacidad de corregir los errores, causando envenenamiento por radiación (las células no es capaz de solucionar su ADN se autodestruyen, básicamente) y el cáncer (algunos de los anteriormente mencionados células no se autodestruyen). La dosis letal es patéticamente pequeña en comparación con las energías que nos encontramos día a día, tanto es así que si usted se siente el calor de una fuente de rayos X, que está bastante garantizado a morir.

Answer 4

Hay varios "tipos" de fotones de diferentes longitudes de onda tienen diferentes efectos sobre usted.

X-ray funciona en algún lugar alrededor de la 1 nm rango del espectro. Es la radiación ionizante que principalmente puede ir a través de materiales blandos, pero puede dañar las células cuando se pasa. Así que por lo general, obtener sólo la mínima cantidad necesaria de fotones para crear la imagen y no mucho más.

El Sol salidas de muchas longitudes de onda diferentes, parte de la cual es el rango del infrarrojo. Usted puede saber que uno como radiación térmica (que es sólo una parte de, otra parte es la de la luz visible).

La luz infrarroja es el rango de unos pocos µm de 1mm. Se puede ir a través de algunos materiales opacos, pero no muy profundo en su cuerpo.

En el extremo usted consigue sólo una pequeña cantidad de rayos X de los fotones y la eficacia "hacer algo" en su mayor parte dentro de ti no se que muchos receptores de temperatura en allí. Mientras que la luz del sol es parcialmente absorbida por las capas superiores de la piel donde la temperatura de los receptores "en vivo" (la otra parte se refleja, de manera que otros puedan ver + Sol emite un poco de rayos X, ondas de radio y otras partes del espectro demasiado, pero esos son en su mayoría filtrada por la atmósfera de la Tierra). Y usted recibe una gran cantidad de fotones de la luz solar porque no son tan dañar (no en los mismos números como X-ray, pero usted puede conseguir las quemaduras de sol también después de algún tiempo - que es la parte ULTRAVIOLETA del espectro en su mayoría - entre los rayos X y visible/infrarrojo)