Karakteristike lahke energije, vrste, pridobivanje, primeri

The lahka energija ali svetloba je tisti, ki prevaža svetlobo, elektromagnetni val. To je energija, zaradi katere je svet okoli nas viden, njegov največji vir pa je sonce, ki je del elektromagnetnega spektra, skupaj z drugimi oblikami nevidno sevanje.

Elektromagnetni valovi vzpostavljajo interakcijo z materijo in so sposobni ustvarjati različne učinke glede na energijo, ki jo nosijo. Tako svetloba ne omogoča le videti predmetov, ampak tudi ustvarja spremembe v zadevi.

Slika 1. Sonce je glavni vir lahke energije Zemlje. Vir: Pixabay.

[TOC]

Značilnosti lahke energije

Med glavnimi značilnostmi svetlobne energije so:

-Ima dvojno naravo: na makroskopski ravni se svetloba obnaša kot val, na mikroskopski ravni pa ima lastnosti delcev.

-Prevažajo ga paketi ali "koliko" svetlobe imenujejo Fotoni. Fotoni nimajo mase in električnega naboja, lahko pa sodelujejo z drugimi delci, kot so atomi, molekule ali elektroni, in prenos.

-Za širjenje ne potrebuje materialnega medija. To lahko storite v vakuumu s hitrostjo svetlobe: C = 3 × 10 ⁸ gospa.

-Svetlozna energija je odvisna od frekvence vala. Če označujemo kot In do energije in F Pri frekvenci daje svetlobno energijo E = h.F kje h To je Planckova konstanta, katere vrednost je 6.625 10^{-3. 4} J • s. Večja frekvenca, več energije.

-Tako kot druge vrste energije se meri v Joulesu (J) v mednarodnem sistemu enot, če.

-Valovne dolžine vidne svetlobe so med 400 in 700 nanometrov. 1 nanometer, skrajšan kot nm, enakovredno 1 x 10^-9 m.

-Frekvenca in valovna dolžina λ sta povezana s C = λ.F, Zato E = h.C/λ.

Vrste lahke energije

Svetlobna energija je mogoče razvrstiti glede na njegov vir v:

-Naravno

-Umetno

Slika 2. Vidni spekter elektromagnetnih valov je ozko obarvan trak. Vir: f. Zapata.

Naravna svetlobna energija

Naravni svetlobni vir energije par odličnosti je sonce. Ker je zvezda, ima sonce v središču jedrskega reaktorja, ki vodika pretvori v helij z reakcijami, ki proizvajajo ogromno energije.

Ta energija prihaja iz sonca v obliki svetlobe, toplote in drugih vrst sevanja, ki nenehno oddaja približno 62.600 kilovatov za vsak kvadratni meter površine -1 kilovata je 1000 vatov, kar pa je enako 1000 Joules/Second-.

Rastline uporabljajo del te velike količine energije za izvajanje fotosinteza, Pomemben proces, ki predstavlja osnovo življenja na zemlji. Še en naravni vir svetlobe, vendar z veliko manj energije je Bioluminescence, Pojav, v katerem živi organizmi proizvajajo svetlobo.

Lahko vam služi: Raziskovalne paradigme: značilnosti, metode in tehnike

Strela in ogenj sta drugi viri svetlobne energije v naravi, prvi niso nadzorovani, drugi pa je spremljal človeštvo že od prazgodovinskih časov.

Umetna svetlobna energija

Kar zadeva umetne vire lahke energije, te zahtevajo pretvorbo drugih vrst energije, kot so elektrika, kemija ali toplota, v svetlobi. V tej kategoriji vstopijo žarnice, katerih izjemno vroča nitka se poslovi od svetlobe. Ali tudi svetlobo, ki jo dobimo s postopki zgorevanja, kot klic sveče.

Zelo zanimiv svetlobni vir energije je laser. Ima veliko aplikacij na različnih področjih, ki vključujejo medicino, komunikacijo, varnost, računalništvo in vesoljsko tehnologijo.

Slika 3. Rezalni stroj uporablja laser za visoko natančne industrijske reze. Vir: Pixabay.

Lahka energija uporablja

Luminous Energy nam pomaga, da komuniciramo s svetom okoli nas, delujemo kot prevoznik in oddajnik podatkov ter obveščamo o pogojih medija. Starodavni Grki so že uporabljali ogledala za pošiljanje znakov rudimentarno na dolge razdalje.

Ko televizija na primer gleda, podatki, ki jih predvaja v obliki slik, dosežejo naše možgane skozi smisel, ki zahteva, da svetloba pusti odtis v optičnem živcu.

Mimogrede, za telefonsko komunikacijo je pomembna tudi lahka energija, s pomočjo klicev optična vlakna ki izvajajo svetlobno energijo z zmanjšanjem izgub.

Vse, kar vemo o oddaljenih predmetih, so informacije, prejete s svetlobo, ki jo oddajajo, analiziramo z različnimi instrumenti: teleskopi, spektrografi in interferometri.

Prva pomoč zbira obliko predmetov, njihova svetlost - če veliko fotonov prispe v naše oči, je to svetel predmet - in njena barva, ki je odvisna od valovne dolžine.

Prav tako daje predstavo o svojem gibanju, ker je energija fotonov, ki jih zazna opazovalec, drugačna, ko je vir, ki ga oddaja, v gibanju. To se imenuje Dopplerjev učinek.

Spektrografi zbirajo, kako je ta luč razporejena: spekter in analizirajo, da ima predstavo o sestavi predmeta. In z interferometrom lahko svetlobo ločite od dveh virov, čeprav teleskop nima dovolj ločljivosti, da bi lahko ugotovil med obema.

Lahko vam služi: na kakšen način imajo orbite kometov?

Fotovoltaični učinek

Lahka energija, ki jo oddaja sonce, lahko postane električna energija, zahvaljujoč fotovoltaičnemu učinku, ki jo je leta 1839 odkril francoski znanstvenik Alexandre Becquerel (1820-1891), oče Henrija Becquerela, ki je odkril radioaktivnost.

To temelji na dejstvu, da svetloba lahko proizvaja električni tok, z osvetlitvijo silicijevih polprevodniških spojin, ki vsebujejo nečistoče drugih elementov. Zgodi se, da ko luč osvetli material, prenese energijo, ki poveča mobilnost valenčnih elektronov in tako poveča njegovo električno prevodnost.

Pridobivanje

Humanist si je od svojega nastanka prizadevala nadzorovati vse oblike energije, vključno z svetlobno energijo. Čeprav sonce podnevi zagotavlja skoraj neizčrpen vir, je bilo vedno potrebno.

Možno je pridobiti svetlobno energijo skozi nekatere procese, ki jih je mogoče na nek način nadzorovati:

-Izgorevanje se s kurjenjem snovi oksidira, odbija toploto in pogosto svetlobo med postopkom.

-Na primer, pri ogrevanju volframove nitke, kot so na primer, kot so električne žarnice.

Slika 4. Žarnice z žarilnimi žarnicami delujejo tako. Ko to oddaja toploto in svetlobo. Vir: Pixabay.

-Luminiscenca, v tem učinku se svetloba zgodi z vznemirljivimi nekaterimi snovmi. Nekatere žuželke in alge proizvajajo svetlobo, ki se imenuje Bioluminescence.

-Elektroluminiscenca, obstajajo materiali, ki oddajajo svetlobo, ko jih spodbudi električni tok.

S katero od teh metod se svetloba dobi neposredno, ki ima vedno svetlobno energijo. Zdaj, ki proizvaja svetlobno energijo v velikih količinah, je nekaj drugega.

Prednosti

-Svetlobna energija ima še posebej pomembno vlogo pri prenosu informacij.

-Uporaba lahke energije od sonca je brezplačna, tudi skoraj neizčrpen vir, kot smo rekli.

-Lahka energija sama po sebi ne onesnažuje (vendar so nekateri procesi, ki jih je mogoče pridobiti).

-Na krajih, kjer sončna svetloba drži skozi vse leto, je mogoče s fotovoltaičnim učinkom proizvoditi elektriko in s tem zmanjšati odvisnost fosilnih goriv.

-Objekti, ki uporabljajo svetlobno energijo sonca, je enostavno vzdrževati.

Vam lahko služi: protokol za raziskave

-Kratka izpostavljenost sončni svetlobi je potrebna, da človeški organizem sintetizira vitamin D, ki je bistvenega pomena za zdrave kosti.

-Brez svetlobne energije rastline ne morejo izvajati fotosinteze, ki je osnova življenja na zemlji.

Slabosti

-Ni shranjena, za razliko od drugih vrst energije. Toda fotovoltaične celice lahko podpremo z baterijami, da razširimo njegovo uporabo.

-Načeloma so zmogljivosti, ki izkoriščajo svetlobno energijo, drage in zahtevajo tudi prostor, kljub stroškom pa so se sčasoma in izboljšav spustili. Za optimizacijo uporabe prostora se trenutno testirajo novi materiali in prilagodljive fotovoltaične celice.

-Dolgotrajna ali neposredna izpostavljenost sončni svetlobi povzroča poškodbe kože in vida, vendar več kot vse zaradi ultravijoličnega sevanja, česar ne moremo videti.

Primeri lahke energije

V prejšnjih razdelkih smo omenili veliko primerov lahke energije: sončna svetloba, jadra, laser. Zlasti obstaja nekaj primerov zelo zanimive svetlobne energije zaradi nekaterih zgoraj omenjenih učinkov:

LED lučka

Slika 5. LED luči so učinkovitejše od žarišča, saj dlje časa odvajajo manj toplote in oddajajo svetlobno energijo. Vir: Pixabay.

Ime LED luči izhaja iz angleščine Svetloba, ki oddaja Dode In nastane s prehodom električnega toka z nizko intenzivnostjo skozi polprevodniški material, kar v odzivu oddaja intenzivno in visoko zmogljivo svetlobo.

LED svetilke trajajo veliko več kot tradicionalne žarnice in so veliko bolj učinkovite od teh, v katerih se skoraj vsa energija spremeni v toploto, namesto v svetlobo. Zato so LED luči manj onesnažujoči, čeprav so njihovi stroški večji od stroškov pri žarilnih lučeh.

Bioluminescence

Številna živa bitja lahko skozi biokemično reakcijo v notranjosti pretvorijo kemično energijo v svetlobno energijo. Žuželke, ribe in bakterije med drugim lahko ustvarijo svojo svetlobo.

In to počnejo iz različnih razlogov: zaščita, privabite par, kot vir za ulov jezov, komunikacijo in očitno, da osvetli pot.

Reference

1. Blair, b. Osnove svetlobe. Okreval od: Blair.PHA.Jhu.Edu
2. Sončna energija. Fotovoltaični učinek. Okrevano od: sončna energija.mreža.
3. Tillery, b. 2013. Integriranje znanosti.6. Izdaja. McGraw Hill.
4. Danes vesolje. Kaj je lahka energija. Pridobljeno iz: Universitoday.com.
5. Vedantu. Lahka energija. Okreval od: Vedantu.com.
6. Wikipedija. Lahka energija. Okrevano od: je.Wikipedija.org.