電磁波と太陽エネルギー

ここ最近、「輻射による放熱」とか「LEDから発せられる光」とか「太陽エネルギー」とか色々考えているが、これらは別の面から見れば皆「電磁波」である。

電磁波とは、空間の電場と磁場の変化によって形成された波(波動)のことである。電界と磁界がお互いの電磁誘導によって交互に相手を発生させあうことで、空間そのものが振動する状態が生まれて、この電磁場の周期的な変動が周囲の空間に横波となって伝播していく、エネルギーの放射現象の一種である。そのため、電磁放射とも呼ばれている。
空間そのものがエネルギーを持って振動する、という現象であるため、波を伝える媒体となる物質(媒質)が何も存在しない真空中でも伝わっていくと考えられている。(WikiPediaより)

地球が太陽の恩恵を受けているのは、太陽から輻射(放射)される電磁波が地球に到達し、「熱」と言う形で空気や海を暖め(分子の運動を引き起こす)、また植物に「光合成」を起こさせ、これらが地球に恵みをもたらす。なお、「光(可視光)」というのは、波長が400nmから700nmの間の電磁波のことを言う。
地球に降り注ぐ太陽のエネルギーはNASAとかの計測では「1平方メートルあたり1,366ワット」であり「太陽定数」と呼ばれる。なおこれは大気圏に入る前の数字で、地球に注がれたエネルギーの30%は反射される。このため、地球に取り込まれるエネルギーは950ワット程度になる。ここから更に空中で吸収されたりして地表に到達するエネルギーは更に減る(その場所の緯度とか高度とかによって異なり、AM(Air Mass)と言われる係数が使われる)。
で、吸収された7割全てがその後赤外線(=電磁波)として再び宇宙空間に輻射(放射)され、全体では帳尻が合う(差し引きゼロ)。
下の図は、WikiPediaからの借用であるが、もともとはNASAのデータを元にしている。

マックスウエルが定式化し、Hertzが実験で確認した電磁波は、宇宙全体・地球全体・さらには人体を駆け巡っている。(くどいが「差し引き収支はゼロ」です! そして熱力学の第二法則が正しいとするとエントロピーは必ず増える方向に。)