Ljusenergiegenskaper, typer, erhållning, exempel

De ljusenergi eller lysande är den som transporterar ljuset, en elektromagnetisk våg. Detta är den energi som gör världen runt oss synlig och dess största källa är solen, som utgör en del av det elektromagnetiska spektrumet, tillsammans med andra former av icke -synlig strålning.

Elektromagnetiska vågor upprättar interaktion med materien och kan producera olika effekter enligt den energi de bär. Således tillåter ljuset inte bara att se objekt, utan genererar också förändringar i saken.

Figur 1. Solen är den viktigaste källan till jordens ljusenergi. Källa: Pixabay.

[TOC]

Egenskaper för ljusenergi

Bland de viktigaste egenskaperna hos ljusenergi är:

-Det har en dubbel natur: på makroskopisk nivå uppför sig ljuset som en våg, men på mikroskopisk nivå uppvisar den partikelegenskaper.

-Det transporteras med paket eller "hur många" ljus som kallas Fotoner. Fotoner saknar massa och elektrisk laddning, men de kan interagera med andra partiklar som atomer, molekyler eller elektroner och överföra fart.

-Det kräver inte ett materialmedium för att spridas. Du kan göra det i ett vakuum med ljusets hastighet: C = 3 × 10 ⁸ Fröken.

-Den lysande energin beror på vågens frekvens. Om vi ​​betecknar som OCH till energi och F Vid frekvens ges ljusenergi av E = h.F var h Det är Plancks konstant, vars värde är 6.625 10^{-3. 4} J • s. En större frekvens, mer energi.

-Liksom andra typer av energi mäts det i Joules (J) i det internationella enhetssystemet om.

-Synliga ljusvåglängder är mellan 400 och 700 nanometer. 1 nanometer, förkortad som nm, motsvarande 1 x 10^-9 m.

-Frekvensen och våglängden λ är relaterade av C = λ.F, därför E = h.C/λ.

Typer av ljusenergi

Lysande energi kan klassificeras enligt dess källa i:

-Naturlig

-Artificiell

figur 2. Det synliga spektrumet av elektromagnetiska vågor är den smala färgade remsan. Källa: f. Zapata.

Naturlig lysande energi

Den naturliga lysande energikällan är solen. Som en stjärna har solen i centrum en kärnreaktor som förvandlar väte till helium genom reaktioner som ger enorma mängder energi.

Denna energi kommer ut ur solen i form av ljus, värme och andra typer av strålning, och avger kontinuerligt cirka 62.600 kilowatt för varje kvadratmeter yta -1 kilowatt är lika med 1000 watt, vilket i sin tur är lika med 1000 joules/sekund-.

Växter använder en del av denna stora mängd energi för att genomföra fotosyntes, Den viktiga processen som utgör grunden för liv på jorden. En annan naturlig ljuskälla, men med mycket mindre energi är Bioluminescens, Ett fenomen där levande organismer producerar ljus.

Kan tjäna dig: Forskningsparadigmer: Egenskaper, metoder och tekniker

Blixt och eld är andra källor till ljusenergi i naturen, de förstnämnda är inte kontrollerbara och den andra har åtföljt mänskligheten sedan förhistorisk tid.

Konstgjorda energi

När det gäller konstgjorda källor till ljusenergi kräver dessa att konvertera andra typer av energi, såsom elektrisk, kemi eller värme, i ljus. I denna kategori kommer glödlampor in, vars extremt heta filament säger adjö att tända. Eller även ljuset som erhålls genom förbränningsprocesser, som ett ljus.

En mycket intressant lysande energikälla är laser. Det har många applikationer inom olika områden som inkluderar medicin, kommunikation, säkerhet, dator- och flyg- och rymdteknologi, bland andra.

Figur 3. En skärmaskin använder en laser för att göra industriella nedskärningar med hög precision. Källa: Pixabay.

Lätt energianvändningar

Lysande energi hjälper oss att kommunicera med världen omkring oss, agera som transportör och dataövermattare och informera om mediets förhållanden. De gamla grekerna använde redan speglar för att skicka skyltar rudimentära till långa avstånd.

När TV ser till exempel de uppgifter som den sänder, i form av bilder, når vår hjärna genom känslan av synen, vilket kräver att ljusenergi lämnar ett avtryck i synnerven.

Förresten, för telefonkommunikation är ljusenergi också viktigt genom samtal optiska fibrer som bedriver ljusenergi genom att minimera förluster.

Allt vi vet om avlägsna objekt är information som tas emot genom ljuset de avger, analyseras med olika instrument: teleskop, spektrografer och interferometrar.

Den förstnämnda hjälper till att samla formen på föremål, deras ljusstyrka - om många fotoner anländer till våra ögon är det ett ljust objekt - och dess färg, som beror på våglängden.

Det ger också en uppfattning om dess rörelse, eftersom energin från fotonerna som en observatör upptäcker är annorlunda när källan som avger den är i rörelse. Det här kallas Dopplereffekt.

Spektrograferna samlar in hur detta ljus distribueras: spektrumet och analyserar det för att ha en uppfattning om objektets sammansättning. Och med en interferometer kan du skilja ljuset från två källor, även om teleskopet inte har tillräckligt med upplösning för att urskilja mellan de två.

Det kan tjäna dig: vilket sätt har komets banor?

Den fotovoltaiska effekten

Den ljusenergin som släpps ut av solen kan bli elektricitet tack vare den fotovoltaiska effekten, upptäckt 1839 av den franska forskaren Alexandre Becquerel (1820-1891), far till Henri Becquerel, som upptäckte radioaktivitet.

Detta är baserat på det faktum att ljus kan producera en elektrisk ström genom att belysa kiselhalvledare som innehåller föroreningar i andra element. Det händer att när ljuset lyser upp materialet överför det energi som ökar rörligheten hos valenselektroner och därmed ökar dess elektriska ledning.

Erhållande

Sedan starten har mänskligheten försökt kontrollera alla former av energi, inklusive lätt energi. Även om solen ger en nästan outtömlig källa på dagtid, var det alltid nödvändigt.

Det är möjligt att få lätt energi genom vissa processer som är kontrollerbara på något sätt:

-Förbränning, genom att bränna ett ämne, oxideras, lossnar värme och är ofta lätt under processen.

-Incandescence, vid värme av en volframtråd, till exempel, som de av elektriska glödlampor.

Figur 4. Glödlampor fungerar genom att passera en elektrisk ström genom en volframtråd. När detta avger värme och ljus. Källa: Pixabay.

-Luminescens, i denna effekt inträffar ljus genom spännande vissa ämnen. Vissa insekter och alger producerar ljus, vilket kallas Bioluminescens.

-Elektroluminescens, det finns material som avger ljus när de stimuleras av en elektrisk ström.

Med någon av dessa metoder erhålls ljus direkt, som alltid har lätt energi. Nu, som producerar ljusenergi i stora mängder, är det något annat.

Fördelar

-Lysande energi har en särskilt relevant roll i överföringen av information.

-Att använda ljusenergin från solen är gratis är det också en nästan outtömlig källa, som vi har sagt.

-Ljusenergin är i sig inte förorenande (men vissa processer för att få den kan vara).

-På platser där solljus håller under året är det möjligt att generera elektricitet med den fotovoltaiska effekten och därmed minska beroendet av fossila bränslen.

-De anläggningar som använder solens ljusenergi är enkla att underhålla.

Kan tjäna dig: forskningsprotokoll

-Kort exponering för solljus är nödvändig för att den mänskliga organismen ska syntetisera vitamin D, väsentligt för friska ben.

-Utan lysande energi kan växter inte utföra fotosyntes, vilket är grunden för livet på jorden.

Nackdelar

-Det är inte lagrat, till skillnad från andra typer av energi. Men fotovoltaiska celler kan stöds med batterier för att utöka dess användning.

-I princip är anläggningarna som använder sig av lätt energi dyra och kräver också utrymme, trots att kostnaderna har fallit ner över tid och förbättringar. Nya material och flexibla fotovoltaiska celler testas för närvarande för att optimera användningen av rymden.

-Långvarig eller direkt exponering för solljus orsakar hud- och synskador, men mer än allt på grund av ultraviolett strålning, vilket vi inte kan se.

Exempel på ljusenergi

Under de tidigare avsnitten har vi nämnt många exempel på lätt energi: solljus, segel, laser. I synnerhet finns det några exempel på mycket intressant ljusenergi på grund av några av effekterna som nämns ovan:

LED-ljus

Figur 5. LED -lampor är mer effektiva än glödande, eftersom de lossnar mindre värme och avger ljusenergi under längre tid. Källa: Pixabay.

Namnet på LED -ljus härstammar från engelska Ljusemitteringsdod Och det produceras genom att passera en elektrisk ström med låg intensitet genom ett halvledarmaterial, som som svar avger intensivt och högpresterande ljus.

LED -lampor håller mycket mer än traditionella glödlampor och är mycket effektivare än dessa, där nästan all energi förvandlas till värme istället för ljus. Därför är LED -lampor mindre förorenande, även om deras kostnad är större än för glödlampor.

Bioluminescens

Många levande varelser kan omvandla kemisk energi till lätt energi genom en biokemisk reaktion inuti. Insekter, fisk och bakterier kan bland annat producera sitt eget ljus.

Och de gör det av olika skäl: skydd, locka ett par, som en resurs för att fånga dammarna, för att kommunicera och uppenbarligen, för att belysa vägen.

Referenser

1. Blair, b. Grunderna i ljuset. Återhämtat sig från: Blair.Pha.Jhu.Edu
2. Solenergi. Fotovoltaisk effekt. Återhämtat sig från: solenergi.netto.
3. Tillery, b. 2013. Integrera vetenskapen.Sjätte. Utgåva. McGraw Hill.
4. Universum idag. Vad är lätt energi. Hämtad från: Universetoday.com.
5. Vedantu. Ljusenergi. Återhämtat sig från: Vedantu.com.
6. Wikipedia. Ljusenergi. Återhämtad från: är.Wikipedia.org.