Energija fotona in njena uporaba

25. 5. 2019

Manjši atom

Foton je podjedrski mikro objekt, ki ga ni mogoče razdeliti na njegove sestavne dele. Nima svoje mase in je električno nevtralna. To je najmanjši, nedeljivi del elektromagnetnega sevanja. Foton energija fotona se premika s hitrostjo svetlobe in obstaja le v gibanju. Nemogoče ga je ustaviti. Njegova masa mirovanja je enaka nič, zato se bodisi premika s hitrost svetlobe ali sploh ne obstaja. Ne more biti brez gibanja. Po mnenju nekaterih znanstvenikov foton ni delček, temveč elektromagnetni val. Vendar je to mnenje sporno.

O naravi svetlobe

Prvi znanstvenik, ki se je domislil, da je svetloba sestavljena iz najmanjših nevidnih delcev, je bil arabski uradnik Abu al-Haytham. To idejo je izrazil leta 1021 v svoji knjigi o optiki. Stotine let kasneje, leta 1873, je Maxwell, britanski znanstvenik, revolucioniral to področje. Sklenil je, da je svetloba elektromagnetna valovanja. Res je, takrat je njegova teorija v nekaterih pogledih frekvenca fotona ni ustrezala resničnosti. Nadalje je študiral različne elektromagnetne pojave in prišel do drugega logičnega zaključka. Njegovo najpomembnejše odkritje je bilo, da svetloba neizogibno pritiska na oviro. Ta fenomen temelji na dejstvu, da premikajoči fotoni prenesejo svoj zagon na molekule ali atome, s katerimi se srečujejo na poti. To izjavo Maxwella so potrdili N.P. Lebedev. Fotonski moment je enak razmerju Planckove konstante in dolžine svetlobnega vala. To lahko izrazimo s formulo p = h / λ.

Uporaba ... fotonov

Morda bo človeštvo čez nekaj časa popolnoma prešlo na nov vir energije, ki bo veliko cenejši in učinkovitejši od plina, nafte ali premoga. Dovolj je reči, da je že skoraj povsod. Med drugim tega energetskega vira ni mogoče monopolizirati, kar bo dalo veliko prednosti pred uporabo plina, električne energije itd. Kaj je to? To je energija fotona. Že zdaj jo uporablja sončna energija foton je baterije. Fotonska energija je produkt Plankove konstante in frekvence sevanja. S formulo lahko to izrazimo kot: e = hv. V tem primeru je črka v frekvenca fotona. Gostota sončnega sevanja na tleh je okoli tisoč vatov na kvadratni meter. Ta močan in neprekinjen tok fotonov, ki prihajajo iz zvezde, najbližje našemu planetu, se lahko pretvori v električno energijo. Na kakšen način? Predstavljajte si ravno kvadrat s poševnimi koti, izdelanimi iz silicija, katerega premer je običajno 12,5 cm, to je fotoelektrični pretvornik. Lahko je enkrat ali večkristalni. Solarni paneli so izdelani iz takih delov. Fotonsko energijo jih pretvori v elektriko. Učinkovitost pretvornika se lahko giblje od 5 do 17 odstotkov, odvisno od vrste in strukture. Kljub temu je sončna svetloba (energija za branje - foton) obetaven vir proste električne energije. V mnogih domovih v Evropi so nameščeni posebni paneli, ki jih obdelujejo. Lahko navedemo bolj impresiven primer - v našem času so se pojavili avtomobili z polnjenjem baterij iz sončne svetlobe.