energia luminii sau luminos este cel care transportă lumina, o undă electromagnetică. Energia este cea care face vizibilă lumea din jurul nostru și principala sa sursă este Soarele, care face parte din spectrul electromagnetic, alături de alte forme de radiații nevizibile..
Undele electromagnetice stabilesc interacțiunea cu materia și sunt capabile să producă diverse efecte în funcție de energia pe care o transportă. Astfel, lumina nu numai că permite observarea obiectelor, ci generează și schimbări în materie..
Indice articol
Printre principalele caracteristici ale energiei luminoase se numără:
-Are o natură duală: la nivel macroscopic, lumina se comportă ca o undă, dar la nivel microscopic prezintă proprietăți ale particulelor.
-Este transportat prin colete sau „quante” de lumină numite fotoni. Fotonilor le lipsește masa și sarcina electrică, dar pot interacționa cu alte particule precum atomi, molecule sau electroni și le pot transfera impulsul..
-Nu necesită un mediu material pentru a se răspândi. O puteți face în vid cu viteza luminii: c = 3 × 10 8 Domnișoară.
-Energia luminii depinde de frecvența undei. Dacă denotăm ca ȘI la energie și F La frecvență, energia luminii este dată de E = h.f Unde h este constanta lui Planck, a cărei valoare este 6,625 10-3. 4 J • s. Cu cât frecvența este mai mare, cu atât mai multă energie.
-La fel ca alte tipuri de energie, este măsurată în Jouli (J) în Sistemul Internațional de Unități SI.
-Lungimile de undă ale luminii vizibile sunt cuprinse între 400 și 700 nanometri. 1 nanometru, prescurtat ca nm, este egal cu 1 x 10-9 m.
-Frecvența și lungimea de undă λ sunt legate de c = λ.f, Prin urmare E = h.c / λ.
Energia luminii poate fi clasificată în funcție de sursa sa în:
-natural
-Artificial
Sursa naturală de energie luminoasă prin excelență este Soarele. Fiind o stea, Soarele are în centrul său un reactor nuclear care transformă hidrogenul în heliu prin reacții care produc cantități imense de energie..
Această energie părăsește Soarele sub formă de lumină, căldură și alte tipuri de radiații, emitând în mod continuu aproximativ 62.600 kilowați pentru fiecare metru pătrat de suprafață -1 kilowat este echivalent cu 1000 wați, care la rândul lor este egal cu 1000 jouli / secundă-.
Plantele folosesc o parte din această cantitate mare de energie pentru a realiza fotosinteză, procesul important care stă la baza vieții pe Pământ. O altă sursă de lumină naturală, dar cu mult mai puțină energie este bioluminescență, fenomen în care organismele vii produc lumină.
Fulgerele și focul sunt alte surse de energie luminoasă în natură, primele nu sunt controlabile, iar cele din urmă au însoțit omenirea încă din preistorie..
În ceea ce privește sursele artificiale de energie luminoasă, acestea necesită transformarea altor tipuri de energie, precum cea electrică, chimică sau calorică, în lumină. Becurile cu incandescență intră în această categorie, al căror filament extrem de fierbinte emite lumină. Sau, de asemenea, lumina care se obține prin procese de ardere, cum ar fi flacăra unei lumânări.
O sursă foarte interesantă de energie luminoasă este A fi. Are multe aplicații în diverse domenii, inclusiv medicină, comunicații, securitate, informatică și tehnologie aerospațială, printre altele..
Energia luminii ne ajută să comunicăm cu lumea din jurul nostru, acționând ca purtător și transmițător de date și informându-ne despre condițiile de mediu. Grecii antici foloseau deja oglinzi pentru a trimite semnale într-un mod rudimentar pe distanțe mari.
Când ne uităm la televizor, de exemplu, datele pe care le emite, sub formă de imagini, ajung la creierul nostru prin simțul vederii, care necesită energie luminoasă pentru a lăsa o amprentă asupra nervului optic..
Apropo, pentru comunicarea telefonică, energia luminii este de asemenea importantă, prin apeluri fibre optice care conduc energia luminii minimizând pierderile.
Tot ce știm despre obiectele îndepărtate sunt informații primite prin lumina pe care o emit, analizate cu diverse instrumente: telescoape, spectrografe și interferometre..
Primii ajută la colectarea formei obiectelor, strălucirea lor - dacă mulți fotoni ajung la ochii noștri este un obiect strălucitor - și culoarea lor, care depinde de lungimea de undă..
De asemenea, oferă o idee despre mișcarea sa, deoarece energia fotonilor pe care un observator o detectează este diferită atunci când sursa care îl emite este în mișcare. Aceasta se numește efectul Doppler.
Spectrografele colectează modul în care această lumină este distribuită - spectrul - și o analizează pentru a-și face o idee despre compoziția obiectului. Și cu un interferometru puteți distinge lumina de două surse, chiar dacă telescopul nu are suficientă rezoluție pentru a distinge între cele două..
Energia luminii emise de Soare poate fi convertită în electricitate grație efectului fotovoltaic, descoperit în 1839 de omul de știință francez Alexandre Becquerel (1820-1891), tatăl lui Henri Becquerel, care a descoperit radioactivitatea.
Aceasta se bazează pe faptul că lumina este capabilă să producă un curent electric, prin iluminarea compușilor de siliciu semiconductori care conțin impurități ale altor elemente. Se întâmplă ca atunci când lumina luminează materialul, să transfere energie care crește mobilitatea electronilor de valență și, astfel, crește conducerea sa electrică..
Încă de la începuturile sale, omenirea a căutat să controleze toate formele de energie, inclusiv energia luminii. În ciuda faptului că Soarele oferă o sursă aproape inepuizabilă în timpul zilei, a fost întotdeauna necesar să producem lumină într-un fel sau altul pentru a ne proteja de prădători și a continua să îndeplinim sarcinile începute în timpul zilei..
Este posibil să se obțină energie luminoasă prin intermediul unor procese care sunt controlabile într-un fel:
-Arderea, atunci când arde o substanță, se oxidează, emanând căldură și adesea lumină în timpul procesului.
-Incandescență, atunci când încălzești un filament de tungsten, de exemplu, ca cele din becurile electrice.
-Luminescența, în acest efect, lumina este produsă prin excitarea anumitor substanțe într-un fel. Unele insecte și alge produc lumină, ceea ce se numește bioluminescență.
-Electroluminiscență, există materiale care emit lumină atunci când sunt stimulate de un curent electric.
Cu oricare dintre aceste metode, lumina este obținută direct, care are întotdeauna energie luminoasă. Acum, producerea de energie luminoasă în cantități mari este altceva.
-Energia luminii are un rol deosebit de relevant în transmiterea informațiilor.
-Folosirea energiei luminoase de la Soare este gratuită și este, de asemenea, o sursă aproape inepuizabilă, așa cum am spus..
-Energia luminii, prin ea însăși, nu poluează (dar pot fi anumite procese pentru a o obține).
-În locurile în care lumina soarelui este abundentă pe tot parcursul anului, este posibil să se genereze electricitate cu efectul fotovoltaic și astfel să se reducă dependența de combustibilii fosili.
-Instalațiile care utilizează energia luminii de la Soare sunt ușor de întreținut.
-O scurtă expunere la lumina soarelui este necesară pentru ca organismul uman să sintetizeze vitamina D, esențială pentru oase sănătoase.
-Fără energie luminoasă, plantele nu pot efectua fotosinteza, care este baza vieții pe Pământ..
-Nu se poate stoca, spre deosebire de alte tipuri de energie. Dar celulele fotovoltaice pot fi susținute de baterii pentru a le extinde utilizarea..
-În principiu, facilitățile care folosesc energia luminii sunt scumpe și necesită, de asemenea, spațiu, însă costurile au scăzut odată cu timpul și îmbunătățirile. Materiale noi și celule fotovoltaice flexibile sunt în prezent testate pentru a optimiza utilizarea spațiului.
-Expunerea prelungită sau directă la lumina soarelui provoacă daune pielii și ochilor, dar mai ales din cauza radiațiilor ultraviolete, pe care nu le putem vedea.
În secțiunile anterioare am menționat multe exemple de energie luminoasă: lumina soarelui, lumânări, lasere. În special, există câteva exemple foarte interesante de energie luminoasă, datorită unora dintre efectele menționate mai sus:
Numele luminii LED derivă din engleză Dioda electro luminiscenta și este produs prin trecerea unui curent electric de intensitate redusă printr-un material semiconductor, care ca răspuns emite lumină intensă, de înaltă performanță.
Lămpile cu LED durează mult mai mult decât becurile incandescente tradiționale și sunt mult mai eficiente decât becurile incandescente tradiționale, în care aproape toată energia este transformată în căldură, mai degrabă decât în lumină. Din acest motiv, luminile LED sunt mai puțin poluante, deși costul lor este mai mare decât cel al luminilor incandescente..
Multe ființe vii sunt capabile să transforme energia chimică în energie luminoasă, printr-o reacție biochimică din interiorul lor. Insectele, peștii și bacteriile, printre altele, sunt capabile să producă propria lor lumină.
Și o fac din diferite motive: protecție, atragerea unui partener, ca resursă pentru a prinde prada, pentru a comunica și evident, pentru a lumina calea..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.