Kevyen energian ominaisuudet, tyypit, hankkiminen, esimerkkejä

Se valoenergia tai valo on se, joka kuljettaa valon, sähkömagneettisen aallon. Tämä on energia, joka tekee ympäröivästä maailmasta näkyvää ja sen suurin lähde on aurinko, joka muodostaa osan sähkömagneettista spektriä yhdessä muiden muiden näkymättömien säteilymuotojen kanssa.

Sähkömagneettiset aallot luovat vuorovaikutuksen aineen kanssa ja kykenevät tuottamaan erilaisia ​​vaikutuksia heidän kuljettamansa energian mukaan. Siten valo ei vain sallii esineiden näkemistä, vaan myös aiheuttaa muutoksia asiaan.

Kuvio 1. Aurinko on maan päälähde maan kevyen energian lähde. Lähde: Pixabay.

[TOC]

Valon energian ominaisuudet

Valon energian pääpiirteitä ovat:

-Sillä on kaksinkertainen luonne: makroskooppisella tasolla valo käyttäytyy kuin aalto, mutta mikroskooppisella tasolla se osoittaa hiukkasten ominaisuuksia.

-Se kuljetetaan paketeilla tai "kuinka monta valosta" kutsutaan Fotonit. Fotoneilla ei ole massa- ja sähkövarausta, mutta ne voivat olla vuorovaikutuksessa muiden hiukkasten, kuten atomien, molekyylien tai elektronien kanssa.

-Se ei vaadi materiaalia väliainetta leviämistä. Voit tehdä sen tyhjiössä valon nopeudella: C = 3 × 10 ⁸ neiti.

-Valaiseva energia riippuu aallon taajuudesta. Jos tarkoitamme JA energialle ja F Taajuudella valonergia annetaan E = h.F missä h Se on Planckin vakio, jonka arvo on 6.625 10^{-3. 4} J • s. Suurempi taajuus, enemmän energiaa.

-Kuten muutkin energiatyypit, se mitataan joules (J) kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä, jos.

-Näkyvät valon aallonpituudet ovat välillä 400 - 700 nanometriä. 1 nanometri, lyhennettynä nm, vastaa 1 x 10^-9 m.

-Taajuus ja aallonpituus λ liittyvät C = λ.F, siksi E = h.C/λ.

Valonergian tyypit

Valoinen energia voidaan luokitella sen lähteen mukaan:

-Luonnollinen

-Keinotekoinen

Kuva 2. Sähkömagneettisten aaltojen näkyvä spektri on kapea värillinen nauha. Lähde: f. Zapata.

Luonnollinen valoinen energia

Luonnollinen valaiseva energialähde par excellence on aurinko. Tähtiä, aurinko on keskellä ydinreaktoria, joka muuttaa vedyn heliumiksi reaktioiden kautta, jotka tuottavat valtavia määriä energiaa.

Tämä energia tulee auringosta valon, lämmön ja muun tyyppisen säteilyn muodossa, säteilee jatkuvasti noin 62.600 kilowattia jokaiselle pinnan neliömetrille -1 kilowatti on 1000 wattia, mikä puolestaan ​​on yhtä suuri kuin 1000 joulia/sekunti-.

Kasvit käyttävät osan tästä suuresta määrästä energiaa fotosynteesi, Tärkeä prosessi, joka muodostaa maan perustan maan päällä. Toinen luonnollinen valonlähde, mutta paljon vähemmän energiaa on Bioluminesenssi, Ilmiö, jossa elävät organismit tuottavat valoa.

Voi palvella sinua: Tutkimusparadigmat: Ominaisuudet, menetelmät ja tekniikat

Salama ja tulipalo ovat luonteeltaan muita kevyen energian lähteitä, entiset eivät ole hallittavissa ja toinen on mukana ihmiskunnalla esihistoriallisista ajoista lähtien.

Keinotekoinen valoinen energia

Keinotekoisten valonergian lähteiden suhteen nämä vaativat muun tyyppisen energian, kuten sähköisen, kemian tai lämmön, muuttamisen valossa. Tässä luokassa hehkulamppuja tulee, jonka erittäin kuuma filamentti jättää hyvästit valoon. Tai myös valon, joka saadaan palamisprosessien kautta, kynttilän kutsuna.

Erittäin mielenkiintoinen valaiseva energialähde on laser. Sillä on monia sovelluksia eri aloilla, joihin sisältyy mm. Lääketiede, viestintä, tietoturva, tietojenkäsittely ja ilmailuteollisuus.

Kuva 3. Leikkuukone käyttää laseria korkean tarkkuuden teollisuusleikkausten tekemiseen. Lähde: Pixabay.

Kevyen energian käyttö

Valoinen energia auttaa meitä kommunikoimaan ympäröivän maailman kanssa, toimimalla kantaja- ja datalähettiminä ja tiedotusvälineiden olosuhteista. Muinaiset kreikkalaiset jo käyttivät peilejä lähettämään merkkejä alkeellisista pitkistä matkoista.

Kun televisio näyttää esimerkiksi tiedot, jotka se lähettää kuvien muodossa, saavuttavat aivomme näkökulman kautta, mikä vaatii, että valonergia jätetään jäljennös näköhermoon.

Muuten, puhelinviestinnässä, kevyt energia on myös tärkeää puheluiden kautta optiset kuidut jotka käyttävät kevyttä energiaa minimoimalla tappiot.

Ainoa mitä tiedämme kaukaisista esineistä.

Entinen auttaa keräämään esineiden muodon, heidän kirkkauden - jos monet fotonit saapuvat silmiin, se on kirkas esine - ja sen väri, joka riippuu aallonpituudesta.

Se antaa myös kuvan sen liikkeestä, koska tarkkailijan havaitsemien fotonien energia on erilainen, kun lähde, joka emittoi sitä. Tätä kutsutaan Doppler-ilmiö.

Spektrografit keräävät kuinka tämä valo jakautuu: spektri ja analysoi sitä käsitys objektin koostumuksesta. Ja interferometrillä voit erottaa valon kahdesta lähteestä, vaikka kaukoputkella ei ole tarpeeksi resoluutiota näiden kahden välillä.

Se voi palvella sinua: millä tavalla komeetojen kiertoradalla on?

Aurinkosähkövaikutus

Auringon lähettämästä kevyestä energiasta voi tulla sähköä aurinkosähkövaikutuksen ansiosta, jonka ranskalainen tiedemies Alexandre Becquerel (1820-1891) löysi vuonna 1839, Henri Becquerelin isä, joka löysi radioaktiivisuuden.

Tämä perustuu tosiasiaan, että valo pystyy tuottamaan sähkövirran valaisemalla pii -puolijohdeyhdisteitä, jotka sisältävät muiden elementtien epäpuhtauksia. Se tapahtuu, että kun valo valaisee materiaalia, se siirtää energiaa, joka lisää valenssielektronien liikkuvuutta ja lisää siten sen sähkönjohtavuutta.

Saada

Perustamisestaan ​​lähtien ihmiskunta on pyrkinyt hallitsemaan kaikenlaisia ​​energiamuotoja, mukaan lukien valonergia. Vaikka aurinko tarjoaa melkein ehtymättömän lähteen päivällä, se oli aina välttämätöntä.

On mahdollista saada kevyttä energiaa joidenkin prosessien avulla, jotka ovat jollain tavalla hallittavissa:

-Poltto polttamalla aine hapettuu, irrotettava lämpö ja usein kevyt prosessin aikana.

-Esimerkiksi hehkulamput, kuten esimerkiksi volframihahlan, kuten sähköisissä sipuleissa.

Kuva 4. Hehkulamput toimivat läpäisemällä sähkövirta volframilailan kautta. Kun tämä emittoi lämpöä ja valoa. Lähde: Pixabay.

-Luminesenssi, tässä vaikutuksessa valoa tapahtuu mielenkiintoisilla tietyillä aineilla. Jotkut hyönteiset ja levät tuottavat valoa, jota kutsutaan Bioluminesenssi.

-Elektroluminesenssi, on materiaaleja, jotka säteilevät valoa, kun niitä stimuloi niitä sähkövirta.

Minkä tahansa näiden menetelmien avulla valoa saadaan suoraan, jolla on aina kevyttä energiaa. Nyt tuotetaan valoenergiaa suurina määrinä, se on jotain muuta.

Edut

-Valaisevalla energialla on erityisen merkityksellinen rooli tiedon siirtämisessä.

-Auringon valoenergian käyttäminen on vapaa, se on myös melkein ehtymätön lähde, kuten olemme sanoneet.

-Valoenergia sinänsä ei ole saastuttavaa (mutta jotkut prosessit sen saamiseksi voivat olla).

-Paikoissa, joissa auringonvaloa pätee ympäri vuoden, on mahdollista tuottaa sähköä aurinkosähkövaikutuksella ja vähentää siten fossiilisten polttoaineiden riippuvuutta.

-Tilat, jotka hyödyntävät auringon kevyttä energiaa, on helppo ylläpitää.

Voi palvella sinua: tutkimusprotokolla

-Lyhyt altistuminen auringonvalolle on välttämätöntä ihmisen organismien syntetisoimiseksi D -vitamiinia, välttämätöntä terveille luille.

-Ilman valaisevaa energiaa kasvit eivät voi suorittaa fotosynteesiä, mikä on elämän perusta maan päällä.

Haitat

-Se ei ole kattava, toisin kuin muun tyyppinen energia. Mutta aurinkosähkökennoja voidaan tukea paristoilla sen käytön laajentamiseksi.

-Periaatteessa valon energiaa käyttävät tilat ovat kalliita ja vaativat myös tilaa, huolimatta kustannuksista, jotka ovat laskeneet ajan myötä ja parannukset. Uudet materiaalit ja joustavat aurinkosähkökennot testataan tällä hetkellä tilan optimoimiseksi.

-Pitkäaikainen tai suora altistuminen auringonvalolle aiheuttaa ihon ja näkövaurioita, mutta enemmän kuin kaikki ultraviolettisäteilyn takia, jota emme näe.

Esimerkkejä valon energiasta

Edellisissä osioissa olemme maininneet monia esimerkkejä kevyestä energiasta: auringonvalo, purjeet, laser. Erityisesti on joitain esimerkkejä erittäin mielenkiintoisesta valoenergiasta, johtuen joistakin edellä mainituista vaikutuksista:

LED-valo

Kuva 5. LED -valot ovat tehokkaampia kuin hehkulamput, koska ne irrottavat vähemmän lämpöä ja lähettävät valoenergiaa pidempään aikaan. Lähde: Pixabay.

LED -valon nimi on peräisin englannista Valo säteilijä Dode Ja se syntyy ohittamalla matalan intensiteetin sähkövirta puolijohdemateriaalin kautta, mikä vasteena säteilee voimakasta ja korkean suorituskyvyn valoa.

LED -lamput kestävät paljon enemmän kuin perinteiset hehkulamput ja ovat paljon tehokkaampia kuin nämä, joissa melkein kaikki energia muuttuu kuumuudeksi valon sijasta. Siksi LED -valot ovat vähemmän saastuttavia, vaikka niiden kustannukset ovat suuremmat kuin hehkulamppujen valot.

Bioluminesenssi

Monet elävät olennot kykenevät muuttamaan kemiallisen energian kevyeksi energiaksi biokemiallisen reaktion kautta sisällä. Hyönteiset, kalat ja bakteerit kykenevät tuottamaan oman valonsa.

Ja he tekevät sen eri syistä: suojaus, houkuttele paria resurssina patojen kiinni saamiseksi, kommunikoidakseen ja tietenkin valaisemaan tietä.

Viitteet

1. Blair, b. Valon perusteet. Toipunut: Blair.Pha.Jhu.Edu
2. Aurinkoenergia. Aurinkosähkövaikutus. Toipunut: aurinkoenergia.netto.
3. Tillery, b. 2013. Integroida tiede.Kuudes. Painos. McGraw Hill.
4. Universumi tänään. Mikä on kevyt energiaa. Haettu: UniversToday.com.
5. Vedantu. Valoenergia. Toipunut: Vedantu.com.
6. Wikipedia. Valoenergia. Palautettu: on.Wikipedia.org.