Det lysenergi eller lysende er den, der bærer lys, en elektromagnetisk bølge. Det er energien, der gør verden omkring os synlig, og dens vigtigste kilde er solen, der udgør en del af det elektromagnetiske spektrum sammen med andre former for ikke-synlig stråling..
Elektromagnetiske bølger etablerer interaktion med stof og er i stand til at producere forskellige effekter i henhold til den energi, de bærer. Således tillader lys ikke kun objekter at se, men genererer også ændringer i materie..
Artikelindeks
Blandt de vigtigste egenskaber ved lysenergi er:
-Det har en dobbelt karakter: på makroskopisk niveau opfører lys sig som en bølge, men på mikroskopisk niveau udviser det partikelegenskaber.
-Det transporteres med pakker eller "kvante" af lys kaldet fotoner. Fotoner mangler masse og elektrisk ladning, men de kan interagere med andre partikler som atomer, molekyler eller elektroner og overføre momentum til dem..
-Det kræver ikke et materiale at sprede sig. Du kan gøre det i et vakuum med lysets hastighed: c = 3 × 10 8 Frk.
-Lysenergien afhænger af bølgefrekvensen. Hvis vi betegner som OG til energi og F Ved frekvens er lysenergien givet af E = h.f hvor h er Plancks konstant, hvis værdi er 6,625 10-3. 4 J • s. Jo højere frekvens, jo mere energi.
-Ligesom andre typer energi måles det i Joule (J) i det internationale system for enheder SI.
-Bølgelængderne for synligt lys er mellem 400 og 700 nanometer. 1 nanometer, forkortet som nm, er lig med 1 x 10-9 m.
-Frekvens og bølgelængde λ er relateret til c = λ.f, Dermed E = h.c / λ.
Lysenergi kan klassificeres efter dens kilde i:
-naturlig
-Kunstig
Den naturlige kilde til lysenergi er excellente solen. Som en stjerne har solen i centrum en atomreaktor, der omdanner brint til helium gennem reaktioner, der producerer enorme mængder energi..
Denne energi efterlader solen i form af lys, varme og andre former for stråling og udsender kontinuerligt ca. 62.600 kilowatt for hver kvadratmeter overflade -1 kilowatt svarer til 1000 watt, hvilket igen er lig med 1000 joule / sekund-.
Planter bruger en del af denne store mængde energi til at udføre fotosyntese, den vigtige proces, der danner grundlaget for livet på Jorden. En anden kilde til naturligt lys, men med meget mindre energi er bioluminescens, et fænomen, hvor levende organismer producerer lys.
Lyn og ild er andre kilder til lysenergi i naturen, førstnævnte kan ikke kontrolleres, og sidstnævnte har ledsaget menneskeheden siden forhistorisk tid..
Med hensyn til kunstige kilder til lysenergi kræver disse konvertering af andre typer energi, såsom elektrisk, kemisk eller brændende, til lys. Glødepærer falder ind i denne kategori, hvis ekstremt varme glødetråd udsender lys. Eller også det lys, der opnås gennem forbrændingsprocesser, såsom et stearinlys flamme.
En meget interessant kilde til lysenergi er At være. Det har mange applikationer inden for forskellige områder, herunder medicin, kommunikation, sikkerhed, computing og rumfartsteknologi, blandt andre..
Lysenergi hjælper os med at kommunikere med verden omkring os, fungere som en bærer og transmitter af data og informerer os om miljøforhold. De gamle grækere brugte allerede spejle til at sende signaler på en rudimentær måde over lange afstande.
Når vi for eksempel ser fjernsyn, når de data, den udsender, i form af billeder, vores hjerne gennem synssansen, som kræver lysenergi for at efterlade et aftryk på synsnerven..
Forresten, for telefonkommunikation er lysenergi også vigtig gennem opkald optiske fibre der leder lysenergi, der minimerer tab.
Alt, hvad vi ved om fjerne objekter, er information, der modtages gennem det lys, de udsender, analyseret med forskellige instrumenter: teleskoper, spektrografer og interferometre..
Førstnævnte hjælper med at samle objekternes form, deres lysstyrke - hvis mange fotoner når vores øjne, er det et skinnende objekt - og deres farve, der afhænger af bølgelængden..
Det giver også en idé om dens bevægelse, fordi energien fra de fotoner, som en observatør registrerer, er forskellig, når kilden, der udsender den, er i bevægelse. Dette kaldes Doppler-effekt.
Spektrografer samler den måde, hvorpå dette lys distribueres - spektret - og analyserer det for at få en idé om objektets sammensætning. Og med et interferometer kan du skelne lys fra to kilder, selvom teleskopet ikke har nok opløsning til at skelne mellem de to..
Den lysenergi, der udsendes af solen, kan omdannes til elektricitet takket være den solcelleanvendte effekt, der blev opdaget i 1839 af den franske videnskabsmand Alexandre Becquerel (1820-1891), far til Henri Becquerel, der opdagede radioaktivitet.
Dette er baseret på det faktum, at lys er i stand til at producere en elektrisk strøm ved at belyse halvleder siliciumforbindelser, der indeholder urenheder fra andre grundstoffer. Det sker, at når lys belyser materialet, overfører det energi, der øger valenselektronernes mobilitet og dermed øger dets elektriske ledning..
Siden starten har menneskeheden søgt at kontrollere alle former for energi, herunder lysenergi. På trods af at solen udgør en næsten uudtømmelig kilde i dagtimerne, var det altid nødvendigt at producere lys på en eller anden måde for at beskytte sig mod rovdyr og fortsætte med at udføre de opgaver, der blev startet i løbet af dagen..
Det er muligt at få lysenergi gennem nogle processer, der kan styres på en eller anden måde:
-Forbrænding, når det brænder et stof, oxiderer det og afgiver varme og ofte lys under processen.
-Glødelampe, f.eks. Ved opvarmning af wolframfilament, som i elektriske pærer.
-Luminescens, i denne effekt frembringes lys ved at spænde visse stoffer på en eller anden måde. Nogle insekter og alger producerer lys, hvilket kaldes bioluminescens.
-Elektroluminescens, der er materialer, der udsender lys, når de stimuleres af en elektrisk strøm.
Med en af disse metoder opnås lys direkte, som altid har lysenergi. Nu er det noget andet at producere lysenergi i store mængder.
-Lysenergi har en særlig relevant rolle i transmission af information.
-Brug af lysenergien fra solen er gratis, og det er også en næsten uudtømmelig kilde, som vi har sagt..
-Lysenergi i sig selv er ikke forurenende (men nogle processer for at opnå det kan være).
-På steder, hvor sollys er rigeligt hele året rundt, er det muligt at generere elektricitet med solcelleeffekten og dermed mindske afhængigheden af fossile brændstoffer.
-Installationer, der bruger lysenergi fra solen, er nemme at vedligeholde.
-Kort eksponering for sollys er nødvendig for menneskekroppen at syntetisere D-vitamin, hvilket er vigtigt for sunde knogler.
-Uden lysenergi kan planter ikke udføre fotosyntese, som er grundlaget for livet på jorden..
-Det kan ikke lagres i modsætning til andre typer energi. Men solceller kan bakkes op af batterier for at udvide deres anvendelse..
-I princippet er faciliteter, der bruger lysenergi dyre og kræver også plads, men omkostningerne er faldet med tiden og forbedringer. Nye materialer og fleksible solceller testes i øjeblikket for at optimere pladsforbruget.
-Langvarig eller direkte udsættelse for sollys forårsager skade på hud og øjne, men mest på grund af ultraviolet stråling, som vi ikke kan se.
Gennem de foregående afsnit har vi nævnt mange eksempler på lysenergi: sollys, stearinlys, lasere. Især er der nogle meget interessante eksempler på lysenergi på grund af nogle af de ovennævnte effekter:
LED-lysnavn stammer fra engelsk Lysdiode og produceres ved at føre en elektrisk strøm med lav intensitet gennem et halvledermateriale, som som reaktion udsender intens, højtydende lys.
LED-lamper holder meget længere end traditionelle glødepærer og er meget mere effektive end traditionelle glødepærer, hvor næsten al energi omdannes til varme snarere end lys. Af denne grund er LED-lys mindre forurenende, selvom deres omkostninger er højere end for glødelamper..
Mange levende væsener er i stand til at omdanne kemisk energi til lysenergi gennem en biokemisk reaktion inde i dem. Insekter, fisk og bakterier er blandt andet i stand til at producere deres eget lys.
Og de gør det af forskellige årsager: beskyttelse, tiltrækning af en kammerat, som en ressource til at fange bytte, til at kommunikere og åbenlyst at belyse vejen..
Endnu ingen kommentarer