if (typeof __ez_fad_position!=”määrittelemätön”) {__ez_fad_position (“div-gpt-ad-lambdageeks_com-box-3-0”)}; mikä on valoenergia ? / Valon vuorovaikutukset / sen tärkeät käyttötarkoitukset

mikä on valoenergia?

valoenergian määritelmä:

valo on ainoa energiamuoto, joka näkyy ihmissilmälle. Valoenergia voidaan määritellä kahdella tavalla:

valo koostuu massattomista energiapaketeista, joita kutsutaan fotoneiksi. Fotonit ovat energiapaketteja, jotka kuljettavat tietyn määrän valoenergiaa aallonpituudesta riippuen.

Valoenergialla tarkoitetaan sähkömagneettisen energian aluetta, joka koostuu gammasäteistä, röntgensäteistä, näkyvistä valoista jne.
sähkömagneettisen spektrin näkyvää aluetta kutsutaan yleensä valoksi.

valon luonne :

1600-luvulla oli kaksi käsitystä valon luonteesta.

valon Hiukkasluonne

Isaac Newton uskoi, että valo koostuu pienistä erillisistä hiukkasista, joita kutsutaan korpuskleiksi. Hänen mukaansa nämä pienet hiukkaset säteilivät kuumista kohteista, kuten auringosta tai tulesta, ja ne kulkivat suorassa linjassa äärellisellä nopeudella ja niillä oli sysäys. Tämä tuli tunnetuksi Newtonin Solususkulaarisena valoteoriana.

valon aaltoluonne

Christiaan Huygens väitti kumoavansa Newtonin Korpuskulaariteorian ehdottamalla valon Aaltoteoriaa. Hänen mukaansa valo koostui aaltojen tärisevä ylös ja alas kohtisuorassa sen suuntaan etenemissuunnassa. Tämä tuli tunnetuksi “Huygensin periaatteena”
1800-luvun alussa englantilainen fyysikko Thomas Young suoritti kokeen, jossa valo pistelähteestä sen jälkeen, kun se oli kulkenut kahden raon läpi, muodostaa interferenssikuvion sopivalle etäisyydelle sijoitetulle näytölle. Tämä tuli tunnetuksi Youngin kaksoisrakokokeiluna, joka kannatti Huygensin periaatetta tukevaa valon aaltoluonnetta.

James Clerk Maxwell loi pohjan modernille sähkömagnetismille, joka kuvasi valon poikittaiseksi aalloksi, joka koostui värähtelevistä magneetti-ja sähkökentistä 90°: n kulmassa toisiinsa nähden. Valon muotoilu poikittaisina aaltoina oli ristiriidassa Huygensin kanssa, joka uskoi valoaallon olevan pitkittäissuuntainen.

Albert Einstein elvytti hiukkasteorian tuomalla fotonien käsitteen. Einsteinin koe, joka tunnetaan tunnetusti valosähköisenä ilmiönä, osoitti, että valo koostuu diskreeteistä kimppuista eli valoenergian kvanteista, joita kutsutaan fotoneiksi

interferenssi-ja diffraktioilmiö voitiin selittää vain pitämällä valoa aaltona. Vertailussa valosähköisen ilmiön selittäminen oli mahdollista vain valon hiukkasluonteella.
tämä valtava valon luonnetta koskeva ongelma ratkaistiin kvanttimekaniikan perustalla, joka vakiinnutti Aalto-hiukkasduaalisuuden sekä valon että aineen olemukseen

valon vuorovaikutukset:

valoaallot vuorovaikuttavat aineen kanssa eri tavoin:

valon heijastuminen

– kun valoaalto kimpoaa materiaalin pinnalta sen aiempaan etenemisvälineeseen, prosessia kutsutaan heijastumiseksi. Esimerkiksi kuva muodostettu rauhallinen lampi / järvi.

valon absorptio

kun aine absorboi siihen osuvan valoaallon energian, kutsutaan prosessia absorptioksi. Esimerkiksi pimeässä hohtavat muovit, jotka absorboivat valoa ja säteilevät uudelleen fosforesenssina.

transmissio

kun valoaalto kulkee/kulkee materiaalin läpi, prosessia kutsutaan transmissioksi. Esimerkiksi lasin läpi kulkeva valo.

Interferenssillä

Interferenssillä tarkoitetaan ilmiötä, jossa kaksi valoaaltoa superposeeraa tuottaakseen tuloksena olevan aallon, jolla voi olla pienempi, korkeampi tai sama Amplitudi. Rakentavaa ja tuhoavaa interferenssiä syntyy, kun vuorovaikuttavat aallot ovat keskenään johdonmukaisia joko siksi, että niillä on sama lähde tai koska niillä on sama tai vertailukelpoinen taajuus.

taittuminen

taittuminen on tärkeä valon aaltojen osoittama käyttäytyminen. Taittuminen tapahtuu, kun valoaallot poikkeutuvat alkuperäisestä reitistään astuessaan uuteen väliaineeseen. Valolla on eri nopeudet eri lähettävissä materiaaleissa. Nopeuden ja poikkeaman asteen muutos riippuu tulevan valon kulmasta.

diffraktio

diffraktio määritellään valoaaltojen taipumisena aukon kulmien ympäri sen geometriselle varjoalueelle. Diffraktioesteestä tai aukosta tulee etenevän valoaallon toissijainen lähde. Yleisimpiä esimerkkejä diffraktiosta on sateenkaarikuvioiden muodostuminen CD-tai DVD-levylle. DVD: n tai CD: n lähekkäin olevat kappaleet toimivat diffraktioraitaleina, jotka muodostavat kuvioita valon osuessa siihen.

dispersio

valon dispersio viittaa ilmiöön, jossa valkoinen valo jakautuu sen värispektriin (.VIBGYOR) kulkiessaan lasisen prisman tai vastaavien esineiden läpi. Esimerkiksi sateenkaaren muodostuminen johtuu auringonvalon diffraktiosta prismamaisten sadepisaroiden avulla.

Valotyypit

• valo kokonaisuudessaan viittaa sähkömagneettiseen säteilyyn kaikilla aallonpituuksilla.
• sähkömagneettinen säteily voidaan luokitella aallonpituuksien perusteella seuraavasti:
• radioaalto ~
• Mikroaaltouuni ~
• infrapuna-Aalto ~
• näkyvä alue (havaitsemme valona) ~
• ultravioletti-aallot ~
• röntgensäteet ~
• gammasäteily ~
• sähkömagneettisen säteilyn toiminta perustuu sen aallonpituuteen.

valon taajuus ja Aallonpituus

valon taajuus

radioaaltoja :

radioaalto on sähkömagneettinen aalto, jonka taajuus on 20 kHz: n ja noin 300 GHz: n välillä, ja ne tunnetaan niiden käytöstä viestintätekniikoissa, kuten matkapuhelimissa, televisiossa ja radiossa. Nämä laitteet hyväksyvät radioaallot ja muuttavat ne mekaanisiksi värähtelyiksi tuottaakseen ääniaaltoja.

Mikroaaltouuni :

mikroaaltouuni on sähkömagneettista säteilyä, jonka taajuus on 300 MHz-300 GHz. Mikroaalloilla on monenlaisia sovelluksia, kuten tutka, viestintä ja ruoanlaitto.

infrapuna-aallot :

infrapuna-aalto on sähkömagneettista säteilyä, jonka taajuus on 300 GHz-400 THz.
infrapuna-aallot löytävät sovelluksensa elintarvikkeiden ja television kaukosäätimien, valokaapelien, lämpökameroiden jne.lämmityksessä.

näkyvä valo :

näkyvä valo on sähkömagneettista säteilyä, jonka taajuus on 4 × 1014-8 × 1014 hertsiä (Hz). Syy siihen, että ihmissilmä näkee vain tietyn valotaajuusalueen, on se, että nämä tietyt taajuudet stimuloivat ihmissilmän verkkokalvoa.

ultraviolettisäteily :

ultraviolettivalo on sähkömagneettista säteilyä, jonka taajuus on 8 × 1014-3 × 1016 hertsiä (Hz). Ultraviolettisäteilyä käytetään mikrobien mitätöimiseen, lääketieteellisten laitteiden sterilointiin, iho-ongelmien hoitoon jne.

röntgenkuvat :

röntgensäteily on sähkömagneettista säteilyä, jonka taajuudet ovat 3×1019-3×1016 Hz. Röntgensäteitä käytetään syöpäsolujen mitätöimiseen, röntgenlaitteissa jne.

gammasäteet:

gammasäteily on sähkömagneettista säteilyä, jonka taajuudet ovat yli 1019 hertsiä (Hz). Gammasäteitä käytetään mikrobien mitätöimiseen, lääketieteellisten laitteiden sterilointiin ja ruokaan.

esimerkkejä valoenergiasta

valonlähteet voidaan luokitella kahteen perustyyppiin: Luminesenssiin ja hehkuun.

Hehkuminen:

Hehkuminen käsittää kaikkien läsnä olevien atomien värähtelyn. Kun atomeja kuumennetaan erittäin korkeaan optimilämpötilaan, syntyy lämpövärähtelyjä sähkömagneettisina säteilyinä. Hehkulamppu eli “musta kehosäteily” syntyy, kun valo syntyy kuumennetusta kiinteästä aineesta. Materiaalin lämpötilan perusteella vapautuvat fotonit eroavat toisistaan väreiltään ja energioiltaan. Matalissa lämpötiloissa materiaalit tuottavat infrapunasäteilyä.

mustan kappaleen säteilyssä lämpötilan noustessa huippu siirtyy kohti lyhyempiä aallonpituuksia, kun se liikkuu kohti spektrin ultraviolettialuetta, syntyy punainen sitten valkoinen ja lopuksi sinertävän valkoinen väri.
hehkulamppu on yleisimmin käytetty valo. Se koostuu auringosta, hehkulampuista ja tulesta.
tulipalot sekoittavat kemiallisia reaktioita, jotka vapauttavat lämpöä, jolloin materiaalit koskettavat korkeita lämpötiloja ja lopulta johtavat kaasut ja materiaalit hehkumaan. Toisaalta lamput tuottavat lämpöä, koska sähkövirta kulkee kaapelin läpi. Hehkulamput säteilevät noin 90 prosenttia energiastaan infrapunasäteilynä ja loput näkyvänä valona.

luminesenssi

luminesenssi käsittää vain elektroneja ja tapahtuu yleensä matalammissa lämpötiloissa hehkulamppuun verrattuna.
Luminesenssivalo muodostuu, kun elektroni emittoi osan energiastaan sähkömagneettisena säteilynä. Kun elektroni hyppää alemmalle energiatasolle, tietty määrä valoenergiaa vapautuu tietyn värisinä valoina. Yleensä jatkuvan luminesenssin ylläpitämiseksi elektronit tarvitsevat jatkuvaa työntöä päästäkseen korkeampiin energiatasoihin, jotta prosessi jatkuu.
esimerkiksi neonvalot tuottavat valoa elektroluminesenssin avulla, johon liittyy suurjännite {push}, joka kiihottaa kaasuhiukkasia ja johtaa lopulta valopäästöön.

miten valo kulkee?

valo kulkee käytännössä aaltona. Tosin geometrisen Optiikan mukaan valo mallinnetaan kulkemaan säteissä. Valon siirtyminen lähteestä pisteeseen voi tapahtua kolmella tavalla:

• se voi kulkea suoraan tyhjiön tai tyhjän tilan läpi. Esimerkiksi valo kulkee auringosta maahan.
• se voi kulkea eri medioissa, kuten ilmassa, lasissa jne.
• se voi kulkea heijastuttuaan esimerkiksi peilin tai Tyynen järven kautta.

valoenergia vs. Elektronienergia

Elektronienergia	valoenergia
• elektroneilla on lepomassaenergia eli sen massaa vastaava energia levossa ollessaan. Elektronin lepoenergia voidaan laskea Einsteinin yhtälön E=MC2 avulla. • kun elektroni muuttaa energiatasojaan siirtymällä korkeammasta energiatilasta matalampaan energiatilaan, se emittoi fotoneja.	* valoenergia on pieninä massattomina energiapakkauksina, joita kutsutaan fotoneiksi. Fotonin energiamäärä riippuu valon aallonpituudesta. E = hc / λ • kun fotonit, joilla on riittävä määrä valoenergiaa, putoavat jonkin aineen päälle, elektronit absorboivat energian ja pakenevat aineesta.

valoenergian käyttö.

valolla on sovelluksensa elämän kaikilla osa-alueilla. Ilman valoenergiaa meidän olisi ollut mahdotonta selviytyä.
Tässä muutamia keskeisiä valoenergian sovelluksia elämässämme:

• valo mahdollistaa näön. Tietty valon aallonpituusalue antaa täydellisen määrän energiaa, joka tarvitaan stimuloimaan verkkokalvon kemiallisia reaktioita tukemaan näkökykyä.
• valoenergian avulla kasvit pystyvät tuottamaan ravintoa yhteyttämisprosessin kautta.
• valoenergiaa käytetään voimanlähteenä satelliitti-ja avaruustekniikassa.
• aurinkoenergiaa käytetään erilaisiin kotitalouksiin ja teollisiin toimintoihin.
• valoenergiaa (sähkömagneettista säteilyä) käytetään tietoliikenneteollisuudessa.
• valoenergiaa käytetään myös useisiin lääkehoitoihin.

tietää lisää kaukoputkien vierailusta https://lambdageeks.com/newtonian-telescope/

• mikä on varjo: miten varjo muodostuu | 3 varjon osaa
• kriittiset 20 + Resonanssiesimerkkiä päivittäisessä elämässä selityksineen, usein kysytyt kysymykset
• spekulaarinen ja hajanainen heijastus: tärkeät usein kysytyt kysymykset, käsitteet, esimerkit
• ohutkalvojen Interferenssitapaukset: Yhtälö, työskentely, riippuvuus, Sovellukset, ongelmat ja usein kysytyt kysymykset
• Pallopeili | kaikki tärkeät käsitteet ja 10+ Usein Kysytyt Kysymykset
• orgaaniset valodiodit | 8 edut ja haitat
• X-Ray Motion Analysis | Procedure | 2 Important techniques | Applications
• X-Ray Detector | Definition | 2 Important Types
• Transmission Range Sensor | 4 edut | tärkeät vianmääritysvaiheet
• Värianturi | periaate | 5 tärkeää sovellusta
• populaation inversio | selitys | 3 tärkeä ilmiö
• ultravioletti Katastrofi | määritelmä | Ratkaisu | 2 tärkeitä lakeja
• PIR-anturi | periaate | 2 tärkeitä sovelluksia
• IR-anturit | 2 tärkeitä tyyppejä | sovelluksia
• näköjärjestelmä | toiminnot | 7 tärkeää komponenttia
• Käänteinen Mikroskooppi | sen pääkomponentit| 2 tärkeää tyyppiä
• Skannausmikroskopia | It: n 4 tärkeää tyyppiä | etua

stereomikroskooppi | 3 tärkeää osaa | suurennus | Valaistus

• Digitaalinen mikroskooppi | työskentely | käyttövaiheet | 2 tärkeää mittaustyyppiä
• Fluoresenssimikroskopia | Määritelmä | työskentely / 3 tärkeitä rajoituksia