Charakteristiky ľahkej energie, typy, získanie, príklady

Ten ľahká energia Alebo svetelný je ten, ktorý prepravuje svetlo, elektromagnetickú vlnu. Toto je energia, ktorá zviditeľňuje svet okolo nás a jeho najväčším zdrojom je slnko, ktoré tvorí časť elektromagnetického spektra, spolu s ďalšími formami neistiteľného žiarenia.

Elektromagnetické vlny vytvárajú interakciu s hmotou a sú schopné vyvolať rôzne účinky podľa energie, ktorú nosia. Svetlo teda umožňuje nielen vidieť objekty, ale tiež generuje zmeny vo veci.

postava 1. Slnko je hlavným zdrojom svetelnej energie Zeme. Zdroj: Pixabay.

[TOC]

Vlastnosti svetlej energie

Medzi hlavné charakteristiky svetelnej energie patrí:

-Má duálnu povahu: na makroskopickej úrovni sa svetlo správa ako vlna, ale na mikroskopickej úrovni vykazuje vlastnosti častíc.

-Je prepravovaný balíčkami alebo „koľko“ svetla sa volá Fotóny. Fotóny nemajú hmotnosť a elektrický náboj, ale môžu interagovať s inými časticami, ako sú atómy, molekuly alebo elektróny a prenáša hybnosť.

-Nevyžaduje sa na šírenie materiálneho média. Môžete to urobiť vo vákuu rýchlosťou svetla: C = 3 × 10 ⁸ pani.

-Svetelná energia závisí od frekvencie vlny. Ak označujeme ako A na energiu a F Pri frekvencii je ľahká energia daná E = h.F kde h Je to Planckova konštanta, ktorej hodnota je 6.625 10^{-3. 4} J • S. Vyššia frekvencia, viac energie.

-Rovnako ako iné typy energie, meria sa v joules (j) v medzinárodnom systéme jednotiek, ak.

-Viditeľné svetelné vlnové dĺžky sú medzi 400 a 700 nanometrmi. 1 nanometer, skrátene ako nm, rovnocenné s 1 x 10^-9 m.

-Frekvencia a vlnová dĺžka λ sú spojené C = λ.F, preto E = h.C/λ.

Typy svetelných energie

Svetlá energia je možné klasifikovať podľa svojho zdroja v:

-Prirodzený

-Umelý

Obrázok 2. Viditeľné spektrum elektromagnetických vĺn je úzky farebný pás. Zdroj: f. Zapata.

Prírodná energia

Prírodný svetelný zdroj energie par excellence je slnko. Ako hviezda má slnko vo svojom strede jadrový reaktor, ktorý transformuje vodík na hélium reakciami, ktoré produkujú obrovské množstvo energie.

Táto energia vychádza zo slnka vo forme svetla, tepla a iných typov žiarenia, ktoré nepretržite vydávajú okolo 62.600 kilowattov pre každý štvorcový meter povrchu -1 kilowatt sa rovná 1000 watts, čo sa zase rovná 1 000 joules/sekundu-.

Rastliny využívajú časť tohto veľkého množstva energie na vykonanie fotosyntéza, Dôležitý proces, ktorý predstavuje základ života na zemi. Ďalším prírodným zdrojom svetla, ale s oveľa menšou energiou je Bioluminiscencia, Jav, v ktorom živé organizmy produkujú svetlo.

Môže vám slúžiť: Paradigmy výskumu: Charakteristiky, metódy a techniky

Blesky a oheň sú v prírode ďalšie zdroje svetlej energie, prvé nie sú kontrolovateľné a druhá je od prehistorických čias sprevádzaná ľudstvom.

Umelá svetelná energia

Pokiaľ ide o umelé zdroje svetlej energie. V tejto kategórii vstupujú žiarovky. Alebo tiež svetlo, ktoré sa získava pomocou spaľovacích procesov, ako volanie sviečky.

Veľmi zaujímavý zdroj energie je laser. Má veľa aplikácií v rôznych oblastiach, ktoré zahŕňajú medicínu, komunikáciu, bezpečnosť, výpočtovú a leteckú technológiu.

Obrázok 3. Rezací stroj používa laser na vykonanie vysokých presných priemyselných škrtov. Zdroj: Pixabay.

Svetlá energia využíva

Svetlá energia nám pomáha komunikovať so svetom okolo nás, pôsobiť ako dopravca a vysielač údajov a informovať o podmienkach média. Starí Gréci už používali zrkadlá na odosielanie značiek Rudimentárne na veľké vzdialenosti.

Keď televízia vyzerá napríklad, údaje, ktoré vysiela, vo forme obrázkov dosahuje náš mozog cez zmysel pre pohľad, ktorý vyžaduje, aby ľahká energia zanechala odtlačok v zrakovom nerve.

Mimochodom, pre telefónnu komunikáciu je ľahká energia dôležitá aj prostredníctvom hovorov optické vlákna ktoré vykonávajú svetelnú energiu minimalizáciou strát.

Všetko, čo vieme o vzdialených objektoch, sú informácie prijaté prostredníctvom svetla, ktoré emitujú, analyzované s rôznymi nástrojmi: ďalekohľady, spektrografy a interferometre.

Prvá pomoc zhromažďovať tvar predmetov, ich jas - ak veľa fotónov dorazí do našich očí, je to jasný predmet - a jeho farba, ktorá závisí od vlnovej dĺžky.

Poskytuje tiež predstavu o svojom pohybe, pretože energia fotónov, ktoré pozorovateľ detekuje, sa líši, keď je zdroj, ktorý ho emituje. Toto sa volá Dopplerov efekt.

Spektrografov zbierajú, ako je toto svetlo distribuované: spektrum a analyzujte ho tak, aby mali predstavu o zložení objektu. A s interferometrom môžete odlíšiť svetlo od dvoch zdrojov, hoci ďalekohľad nemá dostatočné rozlíšenie na rozlíšenie medzi nimi.

Môže vám slúžiť: akým spôsobom majú obežné dráhy komét?

Fotovoltaický efekt

Svetlá energia emitovaná slnkom sa môže stať elektrinou vďaka fotovoltaickému efektu, ktorý objavil v roku 1839 francúzsky vedec Alexandre Becquerel (1820-1891), otec Henriho Becquerel, ktorý objavil rádioaktivitu.

Je to založené na skutočnosti, že svetlo je schopné vyrábať elektrický prúd osvetlením kremíkových polovodičových zlúčenín, ktoré obsahujú nečistoty iných prvkov. Stáva sa, že keď svetlo osvetľuje materiál, prenáša energiu, ktorá zvyšuje mobilitu valenčných elektrónov, a tak zvyšuje jeho elektrické vedenie.

Získanie

Od svojho vzniku sa ľudstvo snažilo ovládať všetky formy energie vrátane svetelnej energie. Aj keď slnko poskytuje takmer nevyčerpateľný zdroj v deň, vždy to bolo potrebné.

Je možné získať ľahkú energiu prostredníctvom niektorých procesov, ktoré sú nejakým spôsobom ovládateľné:

-Spaľovanie spaľovaním látky je oxidované, oddeľovaním tepla a často svetlo počas procesu.

-Žiarivosť, napríklad pri zahrievaní volfrámového vlákna, napríklad vlákna elektrických žiaroviek.

Obrázok 4. Žiarovky pracujú prejdením elektrického prúdu volfrámovým vláknom. Keď to emituje teplo a svetlo. Zdroj: Pixabay.

-Luminiscencia, v tomto účinku sa svetlo vyskytuje vzrušujúcimi určitými látkami. Niektoré hmyz a riasy produkujú svetlo, ktoré sa nazýva Bioluminiscencia.

-Elektroluminiscencia, existujú materiály, ktoré emitujú svetlo, keď sú stimulované elektrickým prúdom.

Pri ktorejkoľvek z týchto metód sa svetlo získava priamo, čo má vždy svetelnú energiu. Teraz, výroba ľahkej energie vo veľkých množstvách, je to niečo iné.

Výhody

-Svetlá energia má obzvlášť dôležitú úlohu pri prenose informácií.

-Použitie svetlej energie zo slnka je voľná, ako sme už povedali, je tiež takmer nevyčerpateľným zdrojom.

-Svetelná energia sama osebe nie je znečisťujúca (ale niektoré procesy na jej získanie môžu byť).

-Na miestach, kde slnečné svetlo drží počas celého roka, je možné vyrábať elektrinu s fotovoltaickým účinkom, a tak znížiť závislosť fosílnych palív.

-Zariadenia, ktoré využívajú ľahkú energiu slnka, sa dajú ľahko udržiavať.

Môže vám slúžiť: Výskumný protokol

-Stručné vystavenie slnečnému žiareniu je potrebné pre syntetizáciu vitamínu D, ktorý je nevyhnutný pre zdravé kosti, je nevyhnutný.

-Bez svetelnej energie nemôžu rastliny vykonávať fotosyntézu, ktorá je základom života na Zemi.

Nevýhody

-Nie je to ukladateľné, na rozdiel od iných typov energie. Ale fotovoltaické bunky môžu byť podporované batériami, aby sa predĺžilo jeho použitie.

-V zásade sú zariadenia, ktoré využívajú ľahkú energiu, drahé a vyžadujú tiež priestor, napriek tomu, že náklady v priebehu času a zlepšenia zostúpili. V súčasnosti sa testujú nové materiály a flexibilné fotovoltaické bunky na optimalizáciu využívania priestoru.

-Predĺžené alebo priame vystavenie slnečnému žiareniu spôsobuje poškodenie pokožky a zraku, ale viac ako všetko kvôli ultrafialovému žiareniu, ktoré nevidíme.

Príklady svetelnej energie

V predchádzajúcich častiach sme spomenuli veľa príkladov svetlej energie: slnečné svetlo, plachty, laser. Existujú najmä príklady veľmi zaujímavej svetelnej energie, a to kvôli niektorým z vyššie uvedených účinkov:

LED svetlo

Obrázok 5. LED svetlá sú efektívnejšie ako žiarovky, pretože dlhšie oddeľujú menej tepla a vysielajú svetelnú energiu na dlhšiu dobu. Zdroj: Pixabay.

Názov LED svetla odvodzuje z angličtiny Emitujúce svetlo A vyrába sa odovzdaním elektrického prúdu s nízkou intenzitou cez polovodičový materiál, ktorý v reakcii emituje intenzívne a vysoko výkonné svetlo.

LED žiarovky vydržia oveľa viac ako tradičné žiarovky a sú oveľa efektívnejšie ako tieto, v ktorých sa takmer všetka energia transformuje na teplo namiesto svetla. Z tohto dôvodu sú LED svetlá menej znečisťujúce, hoci ich náklady sú väčšie ako ceny žiarových svetiel.

Bioluminiscencia

Mnoho živých bytostí je schopných premeniť chemickú energiu na svetelnú energiu prostredníctvom biochemickej reakcie vo vnútri. Hmyz, ryby a baktérie sú okrem iného schopné vyrobiť svoje vlastné svetlo.

A robia to z rôznych dôvodov: ochrana, prilákať pár, ako zdroj na chytenie priehrad, komunikovať a samozrejme osvetliť cestu.

Odkazy

1. Blair, b. Základy svetla. Získané z: Blair.Phat.Jhu.Edu
2. Solárna energia. Fotovoltaický efekt. Získané z: solárnej energie.slepo.
3. Kraly, b. 2013. Integrovať vedu.6. Vydanie. McGraw Hill.
4. Vesmír dnes. Čo je ľahká energia. Zdroj: Universetoday.com.
5. Tobolka. Ľahká energia. Získané z: Vedantu.com.
6. Wikipedia. Ľahká energia. Obnovené z: je.Wikipedia.orgán.