Plik energia świetlna lub świetlisty to ten, który przenosi światło, falę elektromagnetyczną. To energia sprawia, że świat wokół nas jest widzialny, a jej głównym źródłem jest Słońce, wchodzące w skład widma elektromagnetycznego, wraz z innymi formami niewidzialnego promieniowania..
Fale elektromagnetyczne wchodzą w interakcję z materią i mogą wywoływać różne efekty w zależności od przenoszonej energii. W ten sposób światło nie tylko pozwala widzieć przedmioty, ale także generuje zmiany w materii..
Indeks artykułów
Do głównych cech energii świetlnej należą:
-Ma dwoistą naturę: na poziomie makroskopowym światło zachowuje się jak fala, ale na poziomie mikroskopowym wykazuje właściwości cząstek.
-Jest transportowany w paczkach lub „kwantach” światła tzw fotony. Fotonom brakuje masy i ładunku elektrycznego, ale mogą wchodzić w interakcje z innymi cząsteczkami, takimi jak atomy, cząsteczki lub elektrony, i przekazywać im pęd..
-Nie wymaga materialnego podłoża do rozprowadzenia. Możesz to zrobić w próżni z prędkością światła: c = 3 × 10 8 SM.
-Energia światła zależy od częstotliwości fali. Jeśli oznaczymy jako I do energii i fa Przy częstotliwości energia świetlna jest podawana przez E = h.f gdzie godz jest stałą Plancka, której wartość wynosi 6,625 10-3. 4 J • s. Im wyższa częstotliwość, tym więcej energii.
-Podobnie jak inne rodzaje energii, jest mierzona w dżulach (J) w Międzynarodowym Układzie Jednostek SI.
-Długości fal światła widzialnego mieszczą się w zakresie od 400 do 700 nanometrów. 1 nanometr, w skrócie nm, równa się 1 x 10-9 m.
-Częstotliwość i długość fali λ są powiązane przez c = λ.f, A zatem E = h.c / λ.
Energię świetlną można podzielić ze względu na jej źródło w:
-naturalny
-Sztuczny
Naturalnym źródłem energii świetlnej par excellence jest Słońce. Będąc gwiazdą, Słońce ma w swoim centrum reaktor jądrowy, który przekształca wodór w hel w wyniku reakcji, które wytwarzają ogromne ilości energii..
Energia ta opuszcza Słońce w postaci światła, ciepła i innych rodzajów promieniowania, emitując w sposób ciągły około 62600 kilowatów na każdy metr kwadratowy powierzchni -1 kilowat odpowiada 1000 watów, co z kolei jest równe 1000 dżuli / sekundę-.
Rośliny wykorzystują do wykonania część tej dużej ilości energii fotosynteza, ważny proces, który stanowi podstawę życia na Ziemi. Innym źródłem naturalnego światła, ale o znacznie mniejszej energii jest bioluminescencja, zjawisko, w którym żywe organizmy wytwarzają światło.
Pioruny i ogień są innymi źródłami energii świetlnej w przyrodzie, tych pierwszych nie da się kontrolować, a tych drugich towarzyszy ludzkości od czasów prehistorycznych..
Jeśli chodzi o sztuczne źródła energii świetlnej, wymagają one konwersji innych rodzajów energii, takich jak energia elektryczna, chemiczna lub kaloryczna, w światło. Do tej kategorii należą żarówki żarowe, których niezwykle gorący żarnik emituje światło. Lub też światło, które uzyskuje się w procesach spalania, takich jak płomień świecy.
Bardzo ciekawym źródłem energii świetlnej jest Być. Ma wiele zastosowań w różnych dziedzinach, w tym między innymi w medycynie, komunikacji, bezpieczeństwie, informatyce i technologii kosmicznej..
Energia świetlna pomaga nam komunikować się z otaczającym nas światem, działając jako nośnik i przekaźnik danych oraz informując nas o warunkach środowiskowych. Starożytni Grecy używali już luster do podstawowego wysyłania sygnałów na duże odległości.
Na przykład, kiedy oglądamy telewizję, emitowane przez nią dane w postaci obrazów docierają do naszego mózgu poprzez zmysł wzroku, który wymaga energii świetlnej, aby pozostawić ślad na nerwu wzrokowym..
Nawiasem mówiąc, do komunikacji telefonicznej ważna jest również energia świetlna, która pochodzi z połączeń włókna optyczne które przewodzą energię świetlną, minimalizując straty.
Jedyne, co wiemy o odległych obiektach, to informacje otrzymane przez emitowane przez nie światło, analizowane za pomocą różnych przyrządów: teleskopów, spektrografów i interferometrów..
Te pierwsze pomagają zebrać kształt obiektów, ich jasność - jeśli do naszych oczu dociera wiele fotonów, jest to obiekt lśniący - oraz ich kolor, który zależy od długości fali..
Daje również wyobrażenie o jego ruchu, ponieważ energia fotonów wykrywanych przez obserwatora jest inna, gdy źródło, które je emituje, jest w ruchu. To się nazywa efekt Dopplera.
Spektrografy zbierają sposób rozprowadzania tego światła - widmo - i analizują je, aby uzyskać wyobrażenie o składzie obiektu. Za pomocą interferometru można rozróżnić światło z dwóch źródeł, nawet jeśli teleskop nie ma wystarczającej rozdzielczości, aby je rozróżnić..
Energię świetlną emitowaną przez Słońce można przekształcić w energię elektryczną dzięki efektowi fotowoltaicznemu, odkrytemu w 1839 roku przez francuskiego naukowca Alexandre Becquerela (1820-1891), ojca Henri Becquerela, który odkrył radioaktywność.
Wynika to z faktu, że światło jest w stanie wytworzyć prąd elektryczny, oświetlając półprzewodnikowe związki krzemu, które zawierają zanieczyszczenia innymi pierwiastkami. Zdarza się, że gdy światło oświetla materiał, przekazuje energię, która zwiększa ruchliwość elektronów walencyjnych, a tym samym zwiększa jego przewodnictwo elektryczne..
Od samego początku ludzkość dążyła do kontrolowania wszystkich form energii, w tym energii świetlnej. Pomimo tego, że Słońce stanowi prawie niewyczerpane źródło w ciągu dnia, zawsze trzeba było wytwarzać światło w jakiś sposób, aby chronić się przed drapieżnikami i kontynuować wykonywanie zadań rozpoczętych w ciągu dnia..
Możliwe jest uzyskanie energii świetlnej poprzez pewne procesy, które można w jakiś sposób kontrolować:
-Spalanie, spalając substancję, utlenia się, wydzielając ciepło i często światło podczas procesu.
-Żarzenie, na przykład podczas podgrzewania żarnika wolframowego, takiego jak w żarówkach elektrycznych.
-Luminescencja, w tym efekcie światło jest wytwarzane przez wzbudzanie w jakiś sposób pewnych substancji. Niektóre owady i glony wytwarzają światło, które jest tzw bioluminescencja.
-Elektroluminescencja, istnieją materiały, które emitują światło pod wpływem prądu elektrycznego.
W przypadku każdej z tych metod światło uzyskuje się bezpośrednio, które zawsze ma energię świetlną. Otóż wytwarzanie energii świetlnej w dużych ilościach to coś innego.
-Energia świetlna odgrywa szczególnie istotną rolę w przekazywaniu informacji.
-Korzystanie ze światła słonecznego jest bezpłatne i, jak powiedzieliśmy, jest to również prawie niewyczerpane źródło..
-Energia świetlna sama w sobie nie zanieczyszcza (ale niektóre procesy jej uzyskiwania mogą być).
-W miejscach, w których światło słoneczne jest obfite przez cały rok, możliwe jest wytwarzanie energii elektrycznej z efektem fotowoltaicznym, a tym samym zmniejszenie zależności od paliw kopalnych.
-Instalacje wykorzystujące energię światła słonecznego są łatwe w utrzymaniu.
-Krótka ekspozycja na światło słoneczne jest niezbędna, aby organizm ludzki syntetyzował witaminę D, niezbędną dla zdrowych kości.
-Bez energii świetlnej rośliny nie mogą przeprowadzić fotosyntezy, która jest podstawą życia na Ziemi..
-Nie można go przechowywać, w przeciwieństwie do innych rodzajów energii. Ale ogniwa fotowoltaiczne mogą być zasilane bateriami, aby przedłużyć ich użycie..
-Zasadniczo obiekty wykorzystujące energię świetlną są drogie, a także wymagają przestrzeni, jednak koszty spadają wraz z upływem czasu i ulepszeniami. Obecnie testowane są nowe materiały i elastyczne ogniwa fotowoltaiczne, aby zoptymalizować wykorzystanie przestrzeni.
-Długotrwała lub bezpośrednia ekspozycja na światło słoneczne powoduje uszkodzenie skóry i oczu, ale głównie z powodu promieniowania ultrafioletowego, którego nie widzimy.
W poprzednich rozdziałach wymieniliśmy wiele przykładów energii świetlnej: światło słoneczne, świece, lasery. W szczególności istnieje kilka bardzo interesujących przykładów energii świetlnej, ze względu na niektóre z wymienionych powyżej efektów:
Nazwa lampy LED pochodzi z języka angielskiego Dioda LED i jest wytwarzany przez przepuszczanie prądu elektrycznego o niskiej intensywności przez materiał półprzewodnikowy, który w odpowiedzi emituje intensywne, wysokowydajne światło.
Lampy LED działają znacznie dłużej niż tradycyjne żarówki i są znacznie bardziej wydajne niż tradycyjne żarówki, w których prawie cała energia jest zamieniana na ciepło, a nie na światło. Z tego powodu światła LED są mniej zanieczyszczające, chociaż ich koszt jest wyższy niż w przypadku żarówek..
Wiele żywych istot jest w stanie przekształcić energię chemiczną w energię świetlną w wyniku reakcji biochemicznej w ich wnętrzu. Między innymi owady, ryby i bakterie potrafią wytwarzać własne światło.
Robią to z różnych powodów: ochrony, przyciągania partnera, sposobu na złapanie ofiary, komunikowania się i oczywiście, aby oświetlić drogę..
Jeszcze bez komentarzy