Karakteristik energi cahaya, jenis, memperoleh, contoh

Itu energi ringan atau bercahaya adalah yang mengangkut cahaya, gelombang elektromagnetik. Ini adalah energi yang membuat dunia di sekitar kita terlihat dan sumber terbesarnya adalah matahari, membentuk bagian dari spektrum elektromagnetik, bersama dengan bentuk radiasi yang tidak terlihat lainnya.

Gelombang elektromagnetik membangun interaksi dengan materi dan mampu menghasilkan berbagai efek sesuai dengan energi yang mereka bawa. Dengan demikian, cahaya tidak hanya memungkinkan untuk melihat objek, tetapi juga menghasilkan perubahan dalam masalah ini.

Gambar 1. Matahari adalah sumber utama energi cahaya bumi. Sumber: Pixabay.

[TOC]

Karakteristik energi cahaya

Di antara karakteristik utama energi cahaya adalah:

-Ini memiliki sifat ganda: pada tingkat makroskopik cahaya berperilaku seperti gelombang, tetapi pada tingkat mikroskopis itu menunjukkan sifat partikel.

-Itu diangkut dengan paket atau "berapa banyak" cahaya yang disebut Foton. Foton kekurangan massa dan muatan listrik, tetapi mereka dapat berinteraksi dengan partikel lain seperti atom, molekul atau elektron dan mentransfer momentum.

-Itu tidak memerlukan media material untuk menyebar. Anda dapat melakukannya dalam ruang hampa dengan kecepatan cahaya: C = 3 × 10 ⁸ MS.

-Energi bercahaya tergantung pada frekuensi gelombang. Jika kami menunjukkan suka DAN untuk energi dan F Pada frekuensi, energi cahaya diberikan oleh E = H.F Di mana H Itu adalah konstanta Planck, yang nilainya 6.625 10^{-3. 4} J • s. Frekuensi yang lebih besar, lebih banyak energi.

-Seperti jenis energi lainnya, itu diukur dalam joule (j) dalam sistem unit internasional jika.

-Panjang gelombang cahaya tampak antara 400 dan 700 nanometer. 1 nanometer, disingkat sebagai nm, setara dengan 1 x 10^-9 M.

-Frekuensi dan panjang gelombang λ terkait dengan C = λ.F, Karena itu E = H.C/λ.

Jenis Energi Cahaya

Energi bercahaya dapat diklasifikasikan sesuai dengan sumbernya di:

-Alami

-Palsu

Gambar 2. Spektrum gelombang elektromagnetik yang terlihat adalah strip berwarna sempit. Sumber: f. Zapata.

Energi bercahaya alami

Sumber energi bercahaya alami par excellence adalah matahari. Menjadi bintang, matahari di tengahnya sebagai reaktor nuklir yang mengubah hidrogen menjadi helium melalui reaksi yang menghasilkan energi dalam jumlah besar.

Energi ini keluar dari matahari dalam bentuk cahaya, panas dan jenis radiasi lainnya, terus memancarkan sekitar 62.600 kilowatt untuk setiap meter persegi permukaan -1 kilowatt sama dengan 1000 watt, yang pada gilirannya sama dengan 1000 joule/detik-.

Tanaman menggunakan bagian dari sejumlah besar energi ini untuk dilakukan fotosintesis, Proses penting yang merupakan dasar kehidupan di bumi. Sumber cahaya alami lainnya, tetapi dengan energi yang jauh lebih sedikit adalah Bioluminesensi, Sebuah fenomena di mana organisme hidup menghasilkan cahaya.

Dapat melayani Anda: Paradigma Penelitian: Karakteristik, Metode dan Teknik

Petir dan Api adalah sumber energi cahaya lainnya di alam, yang pertama tidak dapat dikendalikan dan yang kedua telah menyertai kemanusiaan sejak zaman prasejarah.

Energi bercahaya buatan

Sedangkan untuk sumber energi cahaya buatan, ini perlu mengubah jenis energi lainnya, seperti listrik, kimia atau panas, dalam cahaya. Dalam kategori ini, umbi pijar masuk, yang filamennya sangat panas mengucapkan selamat tinggal pada cahaya. Atau juga cahaya yang diperoleh melalui proses pembakaran, sebagai panggilan lilin.

Sumber energi bercahaya yang sangat menarik adalah laser. Ini memiliki banyak aplikasi di berbagai bidang yang mencakup kedokteran, komunikasi, keamanan, komputasi dan teknologi kedirgantaraan, antara lain.

Gambar 3. Mesin pemotong menggunakan laser untuk membuat pemotongan industri presisi tinggi. Sumber: Pixabay.

Penggunaan energi cahaya

Energi bercahaya membantu kita berkomunikasi dengan dunia di sekitar kita, bertindak sebagai pembawa dan pemancar data dan menginformasikan kondisi medium. The Ancient Greeks sudah menggunakan cermin untuk mengirim tanda -tanda belum sempurna ke jarak jauh.

Saat televisi terlihat, misalnya, data yang disiarkannya, dalam bentuk gambar, mencapai otak kita melalui rasa pandang, yang mengharuskan energi cahaya meninggalkan jejak di saraf optik.

Ngomong -ngomong, untuk komunikasi telepon, energi ringan juga penting, melalui panggilan serat optik yang melakukan energi cahaya dengan meminimalkan kerugian.

Yang kita ketahui tentang objek yang jauh adalah informasi yang diterima melalui cahaya yang mereka miliki, dianalisis dengan berbagai instrumen: teleskop, spektrografer, dan interferometer.

Bantuan pertama mengumpulkan bentuk benda, kecerahannya - jika banyak foton tiba di mata kita itu adalah objek yang cerah - dan warnanya, yang tergantung pada panjang gelombang.

Ini juga memberikan gambaran tentang gerakannya, karena energi foton yang dideteksi pengamat berbeda ketika sumber yang memancarkannya bergerak. Ini disebut efek Doppler.

Spektrografer mengumpulkan bagaimana cahaya ini didistribusikan: spektrum dan menganalisisnya untuk memiliki gagasan komposisi objek. Dan dengan interferometer Anda dapat membedakan cahaya dari dua sumber, meskipun teleskop tidak memiliki resolusi yang cukup untuk membedakan antara keduanya.

Itu dapat melayani Anda: apa yang dimiliki orbit komet?

Efek fotovoltaik

Energi cahaya yang dipancarkan oleh matahari dapat menjadi listrik berkat efek fotovoltaik, ditemukan pada tahun 1839 oleh ilmuwan Prancis Alexandre Becquerel (1820-1891), ayah Henri Becquerel, yang menemukan radioaktivitas.

Ini didasarkan pada fakta bahwa cahaya mampu menghasilkan arus listrik, dengan menerangi senyawa semikonduktor silikon yang mengandung kotoran elemen lain. Terjadi bahwa ketika cahaya menerangi material, ia mentransfer energi yang meningkatkan mobilitas elektron valensi, dan dengan demikian meningkatkan konduksi listriknya.

Memperoleh

Sejak awal, kemanusiaan telah berupaya mengendalikan semua bentuk energi, termasuk energi cahaya. Meskipun matahari menyediakan sumber yang hampir tidak ada habisnya di siang hari, itu selalu perlu.

Dimungkinkan untuk mendapatkan energi cahaya melalui beberapa proses yang dapat dikendalikan dalam beberapa cara:

-Pembakaran, dengan membakar suatu zat, teroksidasi, melepaskan panas dan sering terang selama proses.

-Pijar, saat memanaskan filamen tungsten misalnya, seperti umbi listrik.

Gambar 4. Lampu pijar bekerja dengan melewati arus listrik melalui filamen tungsten. Saat ini memancarkan panas dan cahaya. Sumber: Pixabay.

-Luminescence, dalam efek ini cahaya terjadi dengan zat -zat tertentu yang menarik. Beberapa serangga dan ganggang menghasilkan cahaya, yang disebut Bioluminesensi.

-Elektroluminesensi, ada bahan yang memancarkan cahaya saat distimulasi oleh arus listrik.

Dengan salah satu metode ini, cahaya diperoleh secara langsung, yang selalu memiliki energi ringan. Sekarang, menghasilkan energi ringan dalam jumlah besar, itu adalah sesuatu yang lain.

Keuntungan

-Energi bercahaya memiliki peran yang sangat relevan dalam transmisi informasi.

-Menggunakan energi cahaya dari matahari gratis, itu juga merupakan sumber yang hampir tidak ada habisnya, seperti yang telah kami katakan.

-Energi cahaya, dengan sendirinya, tidak mencemari (tetapi beberapa proses untuk mendapatkannya bisa).

-Di tempat -tempat di mana sinar matahari bertahan sepanjang tahun, dimungkinkan untuk menghasilkan listrik dengan efek fotovoltaik dan dengan demikian mengurangi ketergantungan bahan bakar fosil.

-Fasilitas yang memanfaatkan energi cahaya matahari mudah dipertahankan.

Dapat melayani Anda: protokol penelitian

-Paparan singkat terhadap sinar matahari diperlukan bagi organisme manusia untuk mensintesis vitamin D, penting untuk tulang sehat.

-Tanpa energi bercahaya, tanaman tidak dapat melakukan fotosintesis, yang merupakan dasar kehidupan di bumi.

Kerugian

-Itu tidak dapat disimpan, tidak seperti jenis energi lainnya. Tetapi sel fotovoltaik dapat didukung dengan baterai untuk memperpanjang penggunaannya.

-Pada prinsipnya fasilitas yang memanfaatkan energi ringan mahal dan juga membutuhkan ruang, meskipun biayanya turun dari waktu ke waktu dan perbaikan. Bahan baru dan sel fotovoltaik fleksibel saat ini diuji untuk mengoptimalkan penggunaan ruang.

-Paparan yang berkepanjangan atau langsung ke sinar matahari menyebabkan kerusakan kulit dan penglihatan, tetapi lebih dari semua karena radiasi ultraviolet, yang tidak dapat kita lihat.

Contoh Energi Cahaya

Di seluruh bagian sebelumnya kami telah menyebutkan banyak contoh energi cahaya: sinar matahari, layar, laser. Secara khusus ada beberapa contoh energi cahaya yang sangat menarik, karena beberapa efek yang disebutkan di atas:

Lampu LED

Gambar 5. Lampu LED lebih efisien daripada pijar, karena mereka melepaskan lebih sedikit panas dan memancarkan energi cahaya untuk waktu yang lebih lama. Sumber: Pixabay.

Nama lampu LED berasal dari bahasa Inggris Dode pemancar cahaya Dan diproduksi dengan melewati arus listrik intensitas rendah melalui bahan semikonduktor, yang sebagai respons memancarkan cahaya yang intens dan berkinerja tinggi.

Lampu LED bertahan lebih dari lampu pijar tradisional dan jauh lebih efisien daripada ini, di mana hampir semua energi diubah menjadi panas, bukan cahaya. Oleh karena itu lampu LED kurang mencemari, meskipun biayanya lebih besar dari pada lampu pijar.

Bioluminesensi

Banyak makhluk hidup dapat mengubah energi kimia menjadi energi cahaya, melalui reaksi biokimia di dalamnya. Serangga, ikan dan bakteri, antara lain, mampu menghasilkan cahaya sendiri.

Dan mereka melakukannya karena alasan yang berbeda: perlindungan, menarik pasangan, sebagai sumber daya untuk menangkap bendungan, untuk berkomunikasi dan jelas, untuk menerangi jalan.

Referensi

1. Blair, b. Dasar -dasar cahaya. Pulih dari: blair.Pha.Jhu.Edu
2. Energi matahari. Efek fotovoltaik. Pulih dari: energi surya.bersih.
3. Tillery, b. 2013. Mengintegrasikan sains.6. Edisi. Bukit McGraw.
4. Alam semesta hari ini. Apa itu energi ringan. Diperoleh dari: Universetoday.com.
5. Vedantu. Energi ringan. Pulih dari: vedantu.com.
6. Wikipedia. Energi ringan. Pulih dari: is.Wikipedia.org.