The světelná energie nebo světelný je ten, který nese světlo, elektromagnetickou vlnu. Je to energie, která zviditelňuje svět kolem nás a jejím hlavním zdrojem je Slunce, které spolu s dalšími formami neviditelného záření tvoří součást elektromagnetického spektra..
Elektromagnetické vlny navazují interakci s hmotou a jsou schopné produkovat různé efekty podle energie, kterou přenášejí. Světlo tedy nejen umožňuje vidět objekty, ale také generuje změny v hmotě..
Rejstřík článků
Mezi hlavní charakteristiky světelné energie patří:
-Má dvojí povahu: na makroskopické úrovni se světlo chová jako vlna, ale na mikroskopické úrovni vykazuje vlastnosti částic.
-Transportuje se pomocí balíčků nebo tzv. „Kvant“ světla fotony. Fotonům chybí hmotný a elektrický náboj, ale mohou interagovat s jinými částicemi, jako jsou atomy, molekuly nebo elektrony, a přenášet na ně hybnost..
-K šíření nevyžaduje hmotné médium. Můžete to udělat ve vakuu rychlostí světla: c = 3 × 10 8 slečna.
-Světelná energie závisí na frekvenci vlny. Pokud označíme jako A na energii a F Při frekvenci je světelná energie dána vztahem E = h.f kde h je Planckova konstanta, jejíž hodnota je 6 625 10-3. 4 J • s. Čím vyšší je frekvence, tím více energie.
-Stejně jako jiné druhy energie se měří v Joulech (J) v mezinárodním systému jednotek SI.
-Vlnové délky viditelného světla se pohybují mezi 400 a 700 nanometry. 1 nanometr, ve zkratce nm, se rovná 1 x 10-9 m.
-Frekvence a vlnová délka λ souvisí s c = λ.f, Tím pádem E = h.c / λ.
Světelnou energii lze klasifikovat podle jejího zdroje v:
-přírodní
-Umělý
Přirozeným zdrojem světelné energie par excellence je Slunce. Jako hvězda má Slunce ve svém středu jaderný reaktor, který transformuje vodík na helium prostřednictvím reakcí, které produkují nesmírné množství energie..
Tato energie opouští Slunce ve formě světla, tepla a jiných druhů záření, přičemž nepřetržitě emituje přibližně 62 600 kilowattů na každý metr čtvereční plochy - 1 kilowatt odpovídá 1000 wattům, což se zase rovná 1000 joulům za sekundu-.
Rostliny využívají část tohoto velkého množství energie k provádění fotosyntéza, důležitý proces, který tvoří základ života na Zemi. Dalším zdrojem přirozeného světla, ale s mnohem méně energie je bioluminiscence, fenomén, při kterém živé organismy produkují světlo.
Blesk a oheň jsou další zdroje světelné energie v přírodě, první nejsou ovladatelné a druhý doprovází lidstvo od pravěku..
Pokud jde o umělé zdroje světelné energie, ty vyžadují přeměnu jiných druhů energie, jako je elektrická, chemická nebo výhřevná, na světlo. Do této kategorie spadají žárovky, jejichž extrémně horké vlákno vyzařuje světlo. Nebo také světlo, které se získává spalovacími procesy, jako je plamen svíčky.
Velmi zajímavým zdrojem světelné energie je Být. Má mnoho aplikací v různých oblastech, včetně medicíny, komunikace, bezpečnosti, výpočetní techniky a letecké techniky..
Světelná energie nám pomáhá komunikovat s okolním světem, působí jako nosič a vysílač dat a informuje nás o podmínkách prostředí. Staří Řekové již používali zrcadla k posílání signálů rudimentárním způsobem na velké vzdálenosti.
Když například sledujeme televizi, data, která vydává, ve formě obrázků, se dostanou do našeho mozku prostřednictvím zraku, který vyžaduje světelnou energii, aby zanechal otisk optického nervu..
Mimochodem, pro telefonní komunikaci je důležitá také světelná energie prostřednictvím hovorů optická vlákna které vedou světelnou energii k minimalizaci ztrát.
Vše, co víme o vzdálených objektech, jsou informace přijímané prostřednictvím světla, které vyzařují, analyzované různými nástroji: dalekohledy, spektrografy a interferometry..
První pomáhají shromažďovat tvar objektů, jejich jas - pokud se nám do očí dostane mnoho fotonů, je to lesklý objekt - a jejich barva, která závisí na vlnové délce..
Poskytuje také představu o jeho pohybu, protože energie fotonů, které pozorovatel detekuje, se liší, když je zdroj, který je emituje, v pohybu. Tomu se říká Dopplerův jev.
Spektrografy shromažďují způsob, jakým je toto světlo distribuováno - spektrum - a analyzují je, aby získali představu o složení objektu. A pomocí interferometru můžete rozlišit světlo ze dvou zdrojů, i když dalekohled nemá dostatečné rozlišení, aby je mohl rozlišit..
Světelná energie vyzařovaná Sluncem může být přeměněna na elektřinu díky fotovoltaickému efektu, který objevil v roce 1839 francouzský vědec Alexandre Becquerel (1820-1891), otec Henriho Becquerela, který objevil radioaktivitu.
To je založeno na skutečnosti, že světlo je schopné produkovat elektrický proud osvětlením polovodičových sloučenin křemíku, které obsahují nečistoty jiných prvků. Stává se, že když světlo osvětluje materiál, přenáší energii, která zvyšuje pohyblivost valenčních elektronů, a tím zvyšuje jeho elektrické vedení..
Od svého vzniku se lidstvo snažilo ovládat všechny formy energie, včetně světelné. Navzdory skutečnosti, že Slunce poskytuje v denní době téměř nevyčerpatelný zdroj, bylo vždy nutné nějakým způsobem produkovat světlo, aby se chránilo před predátory a pokračovalo v plnění úkolů zahájených během dne..
Je možné získat světelnou energii některými procesy, které jsou nějakým způsobem kontrolovatelné:
-Při spalování látka při spalování oxiduje a během procesu vydává teplo a často světlo.
-Žhavení, například při zahřívání wolframového vlákna, například u elektrických žárovek.
-Luminiscence, v tomto smyslu je světlo produkováno určitým způsobem vzrušením určitých látek. Některý hmyz a řasy produkují světlo, které se nazývá bioluminiscence.
-Elektroluminiscence, existují materiály, které emitují světlo, když jsou stimulovány elektrickým proudem.
Při kterékoli z těchto metod se světlo získává přímo, což má vždy světelnou energii. Nyní je výroba světelné energie ve velkém množství něco jiného.
-Světelná energie hraje při přenosu informací obzvláště důležitou roli.
-Použití světelné energie ze Slunce je zdarma a je to také téměř nevyčerpatelný zdroj, jak jsme již řekli..
-Světelná energie sama o sobě neznečišťuje (ale některé procesy k jejímu získání mohou být).
-V místech, kde je po celý rok sluneční světlo, je možné vyrábět elektřinu s fotovoltaickým efektem a snížit tak závislost na fosilních palivech.
-Instalace, které využívají světelnou energii ze Slunce, se snadno udržují.
-Krátké vystavení slunečnímu světlu je pro lidské tělo nezbytné pro syntézu vitaminu D, nezbytného pro zdravé kosti.
-Bez světelné energie nemohou rostliny provádět fotosyntézu, která je základem života na Zemi..
-Na rozdíl od jiných druhů energie není skladovatelný. Ale fotovoltaické články mohou být podporovány bateriemi, aby se prodloužilo jejich použití..
-V zásadě jsou zařízení, která využívají světelnou energii, nákladná a vyžadují také prostor, avšak náklady časem a vylepšením klesly. V současné době se testují nové materiály a flexibilní fotovoltaické články s cílem optimalizovat využití prostoru.
-Dlouhodobé nebo přímé vystavení slunečnímu záření způsobuje poškození kůže a očí, ale hlavně kvůli ultrafialovému záření, které nevidíme.
V předchozích částech jsme zmínili mnoho příkladů světelné energie: sluneční světlo, svíčky, lasery. Zejména existují některé velmi zajímavé příklady světelné energie, a to kvůli některým z výše zmíněných účinků:
Název světla LED pochází z angličtiny Světelná dioda a je produkován průchodem nízkého intenzity elektrického proudu polovodičovým materiálem, který v reakci vydává intenzivní, vysoce výkonné světlo.
LED žárovky vydrží mnohem déle než tradiční žárovky a jsou mnohem účinnější než tradiční žárovky, ve kterých se téměř veškerá energie přemění spíše na teplo než na světlo. Z tohoto důvodu jsou LED světla méně znečišťující, i když jejich cena je vyšší než cena žárovek..
Mnoho živých bytostí je schopno přeměnit chemickou energii na světelnou pomocí biochemické reakce uvnitř nich. Hmyz, ryby a bakterie jsou mimo jiné schopné produkovat své vlastní světlo.
A dělají to z různých důvodů: ochrana, přilákání partnera, jako prostředek k ulovení kořisti, ke komunikaci a samozřejmě k osvětlení cesty..
Zatím žádné komentáře