Фотонна енергия и нейната употреба

По-малък атом

Фотонът е суб-яден микрообект, който не може да бъде разделен на съставните му части. Тя няма своя собствена маса и е електрически неутрална. Това е най-малката, неделима частица от електромагнитното излъчване. фотон движи се със скоростта на светлината и съществува само в движение. Невъзможно е да се спре. Неговата маса на покой е нула, така че или се движи скоростта на светлината или изобщо не съществува. Той не може да излезе от движение. Според някои учени, фотонът не е частица, а електромагнитна вълна. Това становище обаче е спорно.

От естеството на светлината

Първият учен, който дойде с идеята, че светлината се състои от най-малките невидими частици, е арабски чиновник Абу ал-Хайтам. Той изрази тази идея през 1021 г. в своята “Книга за оптиката”. Стотици години по-късно, през 1873 г., Максуел, британски учен, революционизира тази област. Той заключи, че светлината е електромагнитни вълни. Вярно е, че по това време неговата теория в някои аспекти не съответства на действителността. Освен това, изучавайки различни електромагнитни явления, той стигна до друго логично заключение. Най-важното му откритие е, че светлината неизбежно оказва натиск върху препятствието. Това явление се основава на факта, че движещите се фотони предават своя импулс на молекулите или атомите, с които се сблъскват по пътя. Това твърдение на Максуел беше потвърдено от Н. П. Лебедев. Фотоновият импулс е равен на отношението на константата на Планк към дължината на светлинната вълна. Това може да се изрази чрез формулата p = h / λ.

Използвайки ... фотони

Може би след известно време човечеството напълно ще премине към нов вид енергиен източник, който ще бъде много по-евтин и по-ефективен от газ, нефт или въглища. Достатъчно е да се каже, че вече се намира почти навсякъде. Наред с други неща, този енергиен източник не може да бъде монополизиран, което ще даде много предимства пред използването на газ, електричество и т.н. Какво е това? Това е енергия фотон. Вече сега се използва от слънчевата енергия батерии. Енергията на фотона е продукт на константата на Планк и честотата на излъчване. Чрез формулата това може да се изрази като: e = hv. Буквата v в този случай е честотата на фотона. Плътността на слънчевата радиация на нивото на земята е около хиляда вата на квадратен метър. Този мощен и непрекъснат поток от фотони, идващи от най-близката до нашата планета звезда, може да бъде преобразуван в електрическа енергия. По какъв начин? Представете си плосък квадрат със скосени ъгли, направени от силиций, чийто диаметър обикновено е 12,5 см. Това е фотоелектричен преобразувател. Той може да бъде моно- или мултикристален. От такива части са произведени слънчеви панели. Фотонната енергия се преобразува в електричество от тях. Ефективността на преобразувателя може да варира от 5 до 17%, в зависимост от неговия тип и структура. Въпреки това, слънчевата светлина (енергия за четене - фотон) е обещаващ източник на свободно електричество. Специални панели, които обработват, се инсталират в много домове в Европа. Можем да дадем по-впечатляващ пример - в нашето време се появиха автомобили с акумулаторни батерии от слънчева светлина.