أصغر جزء من الطاقة الضوئية يوجد بشكل مستقل

قوة بصرية

الطاقة الضوئية هي الطاقة التي يمكن الحصول عليها من ضوء الشمس في الأضواء التي تنبعث منها فيما يعرف بالأطوال الموجية المحددة ، وتصل سرعة الضوء إلى 300 ألف كم / ثانية ، مما يدل على أن الشعاع الشمسي الذي يصل إلى الكوكب في هذه اللحظة لديه وصل. بعيدًا عن الشمس بعد فوات الأوان بعشر دقائق.

تعمل جزيئات الضوء أثناء حركتها بالضغط على أي جسيم آخر ، على سبيل المثال ، تصطدم الأشعة الشمسية بورقة شجرة أثناء دخولها إلى سطح الأرض ، مما يترجم إلى زيادة في درجات الحرارة على سطحها.

مصادر الطاقة الضوئية

تتعدد مصادر الطاقة الضوئية وتتنوع بشكل كبير مع تعدد المصادر التي تأتي منها ، وفيما يلي مصادر الضوء المختلفة:

• مصادر طاقة النهار

هي المصادر التي تنتج الضوء بشكل طبيعي دون تدخل بشري أو بيولوجي أو صناعي ، مثل الشمس والقمر والنجوم والنار والطاقة الكهربائية الناتجة عن البرق.

• مصادر الطاقة الضيائية الحيوية

• مصادر الطاقة الضوئية الصناعية

هي الطاقة الضوئية الناتجة عن ما حققه العنصر البشري من صناعات واختراعات مثل الكشافات والعاكسات والمصابيح الكهربائية والأجهزة الإلكترونية كالتليفزيون والهواتف المحمولة.

طاقة شمسية

تعد الطاقة الشمسية أهم مصدر للطاقة الضوئية ، حيث أنها المصدر الأكثر استخدامًا ، لذلك تُستخدم أشعة الشمس للاستفادة منها في استخدامات متعددة ، ويتوقع العديد من الخبراء أن الدول ستعتمد على الطاقة الشمسية كمصدر للطاقة الشمسية. طاقة. مصدر طاقة متجددة بالكامل في نهاية القرن الحادي والعشرين.

الإشعاع الشمسي هو أحد الأشياء الطبيعية المستدامة والمستمرة والمتاحة باستمرار ، إلى جانب كونه لا ينضب مثل الغازات الطبيعية والوقود الأحفوري.

على الرغم من ذلك ، فإن الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى الأرض يمثل نصف الأشعة التي تنتجها بالفعل ، و 45٪ منها عبارة عن أشعة تحت الحمراء ، لذا فإن شعاع الضوء المرئي الذي يصل فعليًا إلى الأرض يمثل نسبة صغيرة جدًا من إجمالي أشعة الضوء المنبعثة . من ذلك. .

يتم استخدام الطاقة الضوئية التي تولدها الشمس من خلال ما يعرف بألواح الطاقة الشمسية التي تعمل على تحويل بعضها إلى طاقة كهربائية يمكن استخدامها في العديد من الأغراض المختلفة.

هذه الألواح غير شفافة للغاية بحيث يمكنها امتصاص معظم الضوء ، بينما تعكس كمية صغيرة جدًا منه.

خصائص الضوء

للضوء ثلاث خواص ، وتتمثل هذه الخصائص في النقاط التالية:

• الخصائص الهندسية

ينتقل الضوء في خط مستقيم ، مما يتسبب في انتشاره في مساحات فارغة مستقيمة ومتعامدة ، ويُعرف اتجاه مروره باسم أشعة الضوء ، وهو ما يُعرف بمبدأ “فيرما”.

والمقصود أن الأضواء تمر بأقصر طريق للوصول إليه ، ومعلوم أن أقصر طريق يمكن الوصول إليه هو الخط المستقيم ، وخواصه الهندسية هي أيضًا ما يعرف بالانعكاس. والانكسار والتشتت.

• خصائص الموجة

هذه خصائص مرتبطة بالتداخل والحيود والاستقطاب والانكسار.

• خصائص الاستقلال

إنها الظاهرة التي تحدث عندما تتقاطع أشعة الضوء مع بعضها البعض ، بحيث لا يؤثر أحد الشعاع على الآخر ، لكن كل منهما يتبع مساره الخاص دون أي تأثير من الآخر.

ما هي الفوتونات؟

الفوتون هو أصغر وحدة طاقة ضوئية موجودة بشكل مستقل ، والمعروفة باسم الكميات الضوئية أو الكميات الضوئية ، ويمكن تعريفها على أنها مجموعة دقيقة من الحزمة الكهرومغناطيسية.

يوجد في العديد من أشكال الإشعاع المختلفة ، مثل أشعة جاما والأشعة السينية عالية الطاقة والأشعة الحمراء وموجات الراديو منخفضة الطاقة.

والجدير بالذكر أن سرعة الفوتون تعني أنه يفتقده ، حيث يقترب من سرعة الضوء.

ظهر مصطلح “الفوتون” كبوزون بين الجسيمات غير الذرية عام 1905 م ، من خلال شرح العالم الشهير “ألبرت أينشتاين” للتأثيرات الكهروضوئية.

كما اقترح في هذا الوقت وجود مجموعة طاقة مقسمة أثناء انتقال الحزمة الضوئية ، بعد إدخال الفيزيائي الألماني “ماكس بلانك” إلى المفهوم السابق في عام 1900 م عندما أوضح أن الحزمة الحرارية تنبعث و يتم امتصاصه في وحدات مستقلة أو كمية.

تم استخدام مفهوم الفوتون في عام 1923 م ، بعد أن أظهر الفيزيائي الأمريكي المعروف باسم “آرثر إتش كومبتون” طبيعة الجسم للأشعة السينية.

لكنها لم تستخدم بشكل عام حتى عام 1926 م ، والجدير بالذكر أن كلمة “فوتونات” هي كلمة يونانية (صور) ، وتعني الأضواء.

خصائص الفوتون

الفوتون هو جسيم أولي ، وعلى الرغم من عدم وجود كتلة له ، إلا أنه لا يمكن أن يتحلل من تلقاء نفسه وهو محايد كهربائيًا ، على الرغم من أن طاقة الفوتون يمكن إنشاؤها عندما يتفاعل مع أي جسيم آخر.

بالإضافة إلى أن الفوتون عبارة عن جسيم يدور بمحاور دوران للأمام أو للخلف حسب اتجاه الفوتونات إذا كانت تتجه إلى اليمين أو اليسار ، وهذه الخاصية هي التي تسمح للضوء بالاستقطاب ، فهناك العديد من المميزات التي تميز الفوتون والتي تتمثل في النقاط التالية:

• يمتلك الفوتون خصائص الجسيم والموجة في وقت واحد.
• يتحرك الفوتون بسرعات ثابتة مع وجود مساحة فارغة c = 2.9979 x 10 ^ 8 m / s ، وهو ما يعادل سرعة الضوء.
• بالنظر إلى أن الفوتون عبارة عن جسيم ليس له كتلة ، فمن الممكن تكوينه والقضاء عليه عن طريق تدميره عند امتصاص الحزمة أو انبعاثها.
• يمكن أن يتفاعل الفوتون مع إلكترون أو جسيم ، ومثال على ذلك تأثير كومبتون ، حيث يصطدم جسيم من الضوء بذرة مما يتسبب في إطلاق إلكترون.

علاقة الطاقة بالضوء.

غالبًا ما يقال إن الضوء يتكون من العديد من الفوتونات المنتشرة في الفراغ ، ويمكن تعريف الفوتون بأنه شكل من أشكال الطاقة المشعة.

هو الذي ينشأ نتيجة قفز الإلكترون في الذرة من مستويات عالية إلى مستويات منخفضة ، فيصدر الإلكترون طاقة إشعاعية بموجة معينة ، وهذه الموجة على شكل فوتون.

يمكن للإلكترون أن ينتقل من مستوى إلى آخر إذا تعرض لإثارة الطاقة وأشكالها كالحرارة.

هنا تظهر العلاقة بين الطاقة والضوء ، حيث لا يمكن فصلهما ، وبدون الطاقة والضوء ، لن تستمر الحياة على الأرض ، لذلك يتم استخدام الطاقة والضوء معًا بيولوجيًا وفسيولوجيًا.