Ciri tenaga ringan, jenis, mendapatkan, contoh

The tenaga ringan atau bercahaya adalah yang mengangkut cahaya, gelombang elektromagnet. Ini adalah tenaga yang menjadikan dunia di sekeliling kita kelihatan dan sumbernya yang paling besar adalah matahari, membentuk sebahagian daripada spektrum elektromagnet, bersama -sama dengan bentuk lain radiasi yang tidak dapat dilihat.

Gelombang elektromagnetik mewujudkan interaksi dengan bahan dan mampu menghasilkan pelbagai kesan mengikut tenaga yang mereka bawa. Oleh itu, cahaya bukan sahaja membolehkan melihat objek, tetapi juga menghasilkan perubahan dalam perkara itu.

Rajah 1. Matahari adalah sumber utama tenaga cahaya bumi. Sumber: Pixabay.

[TOC]

Ciri -ciri tenaga ringan

Antara ciri utama tenaga ringan ialah:

-Ia mempunyai sifat ganda: pada tahap makroskopik cahaya berkelakuan seperti gelombang, tetapi pada tahap mikroskopik ia mempamerkan sifat zarah.

-Ia diangkut melalui pakej atau "berapa banyak" cahaya yang dipanggil Foton. Foton kekurangan jisim dan caj elektrik, tetapi mereka boleh berinteraksi dengan zarah lain seperti atom, molekul atau elektron dan momentum pemindahan.

-Ia tidak memerlukan medium material untuk tersebar. Anda boleh melakukannya dengan vakum pada kelajuan cahaya: c = 3 × 10 ⁸ Cik.

-Tenaga bercahaya bergantung pada kekerapan gelombang. Sekiranya kita menunjukkan seperti Dan kepada tenaga dan F Pada kekerapan, tenaga ringan diberikan oleh E = h.F di mana h Ia adalah pemalar Planck, yang nilainya adalah 6.625 10^{-3. 4} J • s. Kekerapan yang lebih besar, lebih banyak tenaga.

-Seperti jenis tenaga lain, ia diukur dalam joules (j) dalam sistem unit antarabangsa jika.

-Panjang gelombang cahaya yang kelihatan antara 400 dan 700 nanometer. 1 nanometer, disingkat sebagai nm, bersamaan dengan 1 x 10^-9 m.

-Kekerapan dan panjang gelombang λ berkaitan dengan C = λ.F, Oleh itu E = h.C/λ.

Jenis tenaga ringan

Tenaga bercahaya boleh diklasifikasikan mengikut sumbernya dalam:

-Semulajadi

-Buatan

Rajah 2. Spektrum gelombang elektromagnet yang kelihatan adalah jalur berwarna sempit. Sumber: f. Zapata.

Tenaga bercahaya semulajadi

Sumber tenaga bercahaya semula jadi ke kecemerlangan adalah matahari. Menjadi bintang, Matahari mempunyai pusat reaktor nuklear yang mengubah hidrogen menjadi helium melalui reaksi yang menghasilkan banyak tenaga.

Tenaga ini keluar dari matahari dalam bentuk cahaya, haba dan lain -lain jenis radiasi, secara berterusan memancarkan kira -kira 62.600 kilowatt untuk setiap meter persegi permukaan -1 kilowatt sama dengan 1000 watt, yang pada gilirannya sama dengan 1000 joules/saat-.

Tumbuhan menggunakan sebahagian daripada tenaga yang besar ini untuk dilaksanakan fotosintesis, Proses penting yang merupakan asas kehidupan di bumi. Sumber cahaya semulajadi yang lain, tetapi dengan tenaga yang lebih sedikit adalah Bioluminescence, Fenomena di mana organisma hidup menghasilkan cahaya.

Boleh melayani anda: Paradigma penyelidikan: ciri, kaedah dan teknik

Kilat dan Kebakaran adalah sumber tenaga ringan yang lain, yang pertama tidak dapat dikawal dan yang kedua telah mengiringi kemanusiaan sejak zaman prasejarah.

Tenaga bercahaya buatan

Bagi sumber tenaga ringan buatan, ini memerlukan menukar jenis tenaga lain, seperti elektrik, kimia atau haba, dalam cahaya. Dalam kategori ini, mentol pijar masuk, yang filamen yang sangat panas mengucapkan selamat tinggal kepada cahaya. Atau juga cahaya yang diperoleh melalui proses pembakaran, sebagai panggilan lilin.

Sumber tenaga bercahaya yang sangat menarik adalah laser. Ia mempunyai banyak aplikasi dalam pelbagai bidang yang merangkumi teknologi ubat, komunikasi, keselamatan, pengkomputeran dan aeroangkasa, antara lain.

Rajah 3. Mesin pemotongan menggunakan laser untuk membuat pemotongan perindustrian yang tinggi. Sumber: Pixabay.

Penggunaan tenaga ringan

Tenaga bercahaya membantu kita berkomunikasi dengan dunia di sekeliling kita, bertindak sebagai pembawa dan pemancar data dan memaklumkan mengenai keadaan medium. Orang Yunani kuno sudah menggunakan cermin untuk menghantar tanda -tanda asas ke jarak jauh.

Apabila televisyen kelihatan, sebagai contoh, data yang disiarkannya, dalam bentuk imej, mencapai otak kita melalui rasa pandangan, yang memerlukan tenaga ringan meninggalkan jejak dalam saraf optik.

Dengan cara ini, untuk komunikasi telefon, tenaga ringan juga penting, melalui panggilan Serat optik yang menjalankan tenaga ringan dengan meminimumkan kerugian.

Semua yang kita tahu mengenai objek yang jauh adalah maklumat yang diterima melalui cahaya yang mereka poskan, dianalisis dengan pelbagai instrumen: teleskop, spektrogrograph dan interferometer.

Bekas bantuan mengumpulkan bentuk objek, kecerahan mereka - jika banyak foton tiba di mata kita adalah objek terang - dan warnanya, yang bergantung pada panjang gelombang.

Ia juga memberikan idea pergerakannya, kerana tenaga foton yang mengesan pemerhati adalah berbeza apabila sumber yang memancarkannya bergerak. Ini dipanggil Kesan Doppler.

Para spektrogrograph mengumpul bagaimana cahaya ini diedarkan: spektrum dan menganalisisnya untuk mempunyai idea komposisi objek tersebut. Dan dengan interferometer anda dapat membezakan cahaya dari dua sumber, walaupun teleskop tidak mempunyai resolusi yang cukup untuk membezakan antara kedua -dua.

Ia dapat melayani anda: cara apa orbit komet?

Kesan fotovoltaik

Tenaga cahaya yang dipancarkan oleh matahari boleh menjadi elektrik terima kasih kepada kesan fotovoltaik, yang ditemui pada tahun 1839 oleh saintis Perancis Alexandre Becquerel (1820-1891), bapa Henri Becquerel, yang menemui radioaktiviti.

Ini berdasarkan fakta bahawa cahaya mampu menghasilkan arus elektrik, dengan menerangi sebatian semikonduktor silikon yang mengandungi kekotoran unsur -unsur lain. Ia berlaku apabila cahaya menerangi bahan, ia memindahkan tenaga yang meningkatkan pergerakan elektron valensi, dan dengan itu meningkatkan pengaliran elektriknya.

Memperoleh

Sejak penubuhannya, kemanusiaan telah berusaha mengawal semua bentuk tenaga, termasuk tenaga ringan. Walaupun matahari menyediakan sumber yang hampir tidak habis -habisnya pada siang hari, ia selalu diperlukan.

Adalah mungkin untuk mendapatkan tenaga ringan melalui beberapa proses yang dapat dikawal dalam beberapa cara:

-Pembakaran, dengan membakar bahan, teroksida, mematikan haba dan kerap kali semasa proses.

-Incandescence, ketika memanaskan filamen tungsten misalnya, seperti mentol elektrik.

Rajah 4. Mentol pijar berfungsi dengan lulus arus elektrik melalui filamen tungsten. Apabila ini memancarkan haba dan cahaya. Sumber: Pixabay.

-Luminescence, dalam kesan ini cahaya berlaku dengan bahan tertentu yang menarik. Beberapa serangga dan alga menghasilkan cahaya, yang dipanggil Bioluminescence.

-Electroluminescence, terdapat bahan -bahan yang memancarkan cahaya apabila ia dirangsang oleh arus elektrik.

Dengan mana -mana kaedah ini, cahaya diperoleh secara langsung, yang selalu mempunyai tenaga ringan. Sekarang, menghasilkan tenaga ringan dalam kuantiti yang banyak, ia adalah sesuatu yang lain.

Kelebihan

-Tenaga bercahaya mempunyai peranan yang sangat relevan dalam penghantaran maklumat.

-Menggunakan tenaga cahaya dari matahari adalah percuma, ia juga merupakan sumber yang hampir tidak habis -habisnya, seperti yang telah kita katakan.

-Tenaga ringan, dengan sendirinya, tidak mencemarkan (tetapi beberapa proses untuk mendapatkannya boleh).

-Di tempat -tempat di mana cahaya matahari memegang sepanjang tahun, adalah mungkin untuk menjana elektrik dengan kesan fotovoltaik dan dengan itu mengurangkan kebergantungan bahan api fosil.

-Kemudahan yang menggunakan tenaga cahaya matahari mudah dijaga.

Boleh melayani anda: Protokol penyelidikan

-Pendedahan ringkas kepada cahaya matahari adalah perlu bagi organisma manusia untuk mensintesis vitamin D, penting untuk tulang yang sihat.

-Tanpa tenaga bercahaya, tumbuh -tumbuhan tidak dapat menjalankan fotosintesis, yang merupakan asas kehidupan di bumi.

Kekurangan

-Ia tidak boleh disimpan, tidak seperti jenis tenaga lain. Tetapi sel fotovoltaik dapat disokong dengan bateri untuk melanjutkan penggunaannya.

-Pada dasarnya kemudahan yang menggunakan tenaga ringan mahal dan juga memerlukan ruang, walaupun kosnya turun dari masa ke masa dan penambahbaikan. Bahan baru dan sel fotovoltaik yang fleksibel kini diuji untuk mengoptimumkan penggunaan ruang.

-Pendedahan berpanjangan atau langsung kepada cahaya matahari menyebabkan kerosakan kulit dan penglihatan, tetapi lebih daripada semua kerana radiasi ultraviolet, yang tidak dapat kita lihat.

Contoh tenaga ringan

Sepanjang bahagian sebelumnya, kami telah menyebut banyak contoh tenaga ringan: cahaya matahari, layar, laser. Khususnya terdapat beberapa contoh tenaga cahaya yang sangat menarik, kerana beberapa kesan yang disebutkan di atas:

Cahaya LED

Rajah 5. Lampu LED lebih cekap daripada pijar, kerana mereka melepaskan kurang haba dan memancarkan tenaga cahaya untuk masa yang lebih lama. Sumber: Pixabay.

Nama lampu LED berasal dari bahasa Inggeris Dode pemancar cahaya Dan ia dihasilkan dengan melewati arus elektrik intensiti rendah melalui bahan semikonduktor, yang sebagai tindak balas memancarkan cahaya prestasi yang sengit dan tinggi.

Lampu LED bertahan lebih banyak daripada mentol pijar tradisional dan jauh lebih cekap daripada ini, di mana hampir semua tenaga berubah menjadi haba, bukan cahaya. Oleh itu lampu LED kurang mencemarkan, walaupun kosnya lebih besar daripada lampu pijar.

Bioluminescence

Ramai makhluk hidup dapat menukar tenaga kimia menjadi tenaga ringan, melalui reaksi biokimia di dalamnya. Serangga, Ikan dan Bakteria, antara lain, dapat menghasilkan cahaya mereka sendiri.

Dan mereka melakukannya dengan alasan yang berbeza: perlindungan, menarik pasangan, sebagai sumber untuk menangkap empangan, berkomunikasi dan jelas, untuk menerangi jalan.

Rujukan

1. Blair, b. Asas cahaya. Pulih dari: Blair.Pha.Jhu.Edu
2. Tenaga solar. Kesan Photovoltaic. Pulih dari: tenaga solar.jaring.
3. Tillery, b. 2013. Mengintegrasikan sains.6th. Edisi. McGraw Hill.
4. Alam semesta hari ini. Apa itu tenaga ringan. Diperolehi dari: Universiti.com.
5. Vedantu. Tenaga ringan. Pulih dari: vedantu.com.
6. Wikipedia. Tenaga ringan. Pulih dari: Adakah.Wikipedia.org.