Características da energia luminosa, tipos, obtenção, exemplos

O Energia luminosa ou luminoso é aquele que transporta a luz, uma onda eletromagnética. Essa é a energia que torna o mundo ao nosso redor visível e sua maior fonte é o sol, fazendo parte do espectro eletromagnético, juntamente com outras formas de radiação não visível.

Ondas eletromagnéticas estabelecem interação com a matéria e são capazes de produzir vários efeitos de acordo com a energia que eles carregam. Assim, a luz não apenas permite ver objetos, mas também gera mudanças no assunto.

figura 1. O sol é a principal fonte de energia luminosa da terra. Fonte: Pixabay.

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Características da energia luminosa

Entre as principais características da energia luminosa estão:

-Tem uma natureza dupla: no nível macroscópico, a luz se comporta como uma onda, mas no nível microscópico, exibe propriedades de partículas.

-É transportado por pacotes ou "quantos" de luz chamados Fótons. Os fótons não têm massa e carga elétrica, mas podem interagir com outras partículas, como átomos, moléculas ou elétrons e transferir momento.

-Não requer um meio de material para se espalhar. Você pode fazer isso no vácuo na velocidade da luz: c = 3 × 10 ⁸ EM.

-A energia luminosa depende da frequência da onda. Se denotarmos como E para energia e F Na frequência, a energia luminosa é dada por E = h.F onde h É constante de Planck, cujo valor é 6.625 10^{-3. 4} J • s. Uma frequência maior, mais energia.

-Como outros tipos de energia, é medido em joules (j) no sistema internacional de unidades se.

-Os comprimentos de onda de luz visíveis estão entre 400 e 700 nanômetros. 1 nanômetro, abreviado como nm, equivalente a 1 x 10^-9 m.

-A frequência e o comprimento de onda λ estão relacionados por C = λ.F, portanto E = h.C/λ.

Tipos de energia luminosa

A energia luminosa pode ser classificada de acordo com sua fonte em:

-Natural

-Artificial

Figura 2. O espectro visível de ondas eletromagnéticas é a tira de cor estreita. Fonte: f. Zapata.

Energia luminosa natural

A fonte de energia luminosa natural por excelência é o sol. Sendo uma estrela, o sol tem em seu centro um reator nuclear que transforma o hidrogênio em hélio através de reações que produzem imensas quantidades de energia.

Essa energia sai do sol na forma de luz, calor e outros tipos de radiação, emitindo continuamente cerca de 62.600 quilowatts para cada metro quadrado de superfície -1 quilowatt é igual a 1000 watts, que por sua vez é igual a 1000 joules/segundo-.

As plantas usam uma parte dessa grande quantidade de energia para realizar fotossíntese, O processo importante que constitui a base da vida na terra. Outra fonte de luz natural, mas com muito menos energia é o Bioluminescência, Um fenômeno no qual os organismos vivos produzem luz.

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Lightning e Fire são outras fontes de energia luminosa na natureza, as primeiras não são controláveis ​​e a segunda acompanhou a humanidade desde os tempos pré -históricos.

Energia luminosa artificial

Quanto às fontes artificiais de energia luminosa, elas exigem converter outros tipos de energia, como elétrica, química ou calor, na luz. Nesta categoria, as lâmpadas incandescentes entram, cujo filamento extremamente quente diz adeus à luz. Ou também a luz obtida através de processos de combustão, como o chamado de uma vela.

Uma fonte de energia luminosa muito interessante é o laser. Possui muitas aplicações em vários campos que incluem medicina, comunicação, segurança, computação e tecnologia aeroespacial, entre outros.

Figura 3. Uma máquina de corte usa um laser para fazer cortes industriais de alta precisão. Fonte: Pixabay.

Energia luminosa usa

A energia luminosa nos ajuda a nos comunicar com o mundo ao nosso redor, agindo como transportador e transmissor de dados e informando das condições do meio. Os gregos antigos já usavam espelhos para enviar sinais rudimentares a longas distâncias.

Quando a televisão parece, por exemplo, os dados que ela transmitem, na forma de imagens, atinge nosso cérebro através do sentido de vista, o que exige que a energia da luz deixe uma impressão no nervo óptico.

A propósito, para comunicação por telefone, a energia luminosa também é importante, através de chamadas fibras ópticas que conduzem energia luminosa minimizando perdas.

Tudo o que sabemos sobre objetos distantes são as informações recebidas através da luz que eles emitem, analisadas com vários instrumentos: telescópios, espectrógrafos e interferômetros.

O primeiro ajuda a coletar a forma dos objetos, seu brilho - se muitos fótons chegarem aos nossos olhos, é um objeto brilhante - e sua cor, que depende do comprimento de onda.

Também dá uma idéia de seu movimento, porque a energia dos fótons que um observador detecta é diferente quando a fonte que emite está em movimento. Isso é chamado efeito Doppler.

Os espectrógrafos coletam como essa luz é distribuída: o espectro e analisam -o para ter uma idéia da composição do objeto. E com um interferômetro, você pode distinguir a luz de duas fontes, embora o telescópio não tenha resolução suficiente para discernir entre os dois.

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O efeito fotovoltaico

A energia luminosa emitida pelo Sol pode se tornar eletricidade graças ao efeito fotovoltaico, descoberto em 1839 pelo cientista francês Alexandre Becquerel (1820-1891), pai de Henri Becquerel, que descobriu a radioatividade.

Isso se baseia no fato de que a luz é capaz de produzir uma corrente elétrica, iluminando compostos de semicondutores de silício que contêm impurezas de outros elementos. Acontece que quando a luz ilumina o material, transfere energia que aumenta a mobilidade dos elétrons de valência e, assim, aumenta sua condução elétrica.

Obtenção

Desde a sua criação, a humanidade procurou controlar todas as formas de energia, incluindo energia luminosa. Embora o sol forneça uma fonte quase inesgotável durante o dia, sempre foi necessário.

É possível obter energia luminosa através de alguns processos controláveis ​​de alguma forma:

-A combustão, queima de uma substância, é oxidada, desanexando o calor e freqüentemente leve durante o processo.

-Incandescência, ao aquecer um filamento de tungstênio, por exemplo, como os de lâmpadas elétricas.

Figura 4. As lâmpadas incandescentes funcionam passando uma corrente elétrica por um filamento de tungstênio. Quando isso emite calor e luz. Fonte: Pixabay.

-Luminescência, nesse efeito, a luz ocorre excitando certas substâncias. Alguns insetos e algas produzem luz, que é chamada Bioluminescência.

-Eletroluminescência, existem materiais que emitem luz quando são estimulados por uma corrente elétrica.

Com qualquer um desses métodos, a luz é obtida diretamente, que sempre tem energia luminosa. Agora, produzindo energia luminosa em grandes quantidades, é outra coisa.

Vantagens

-A energia luminosa tem um papel especialmente relevante na transmissão de informações.

-Usar a energia da luz do sol é gratuita, também é uma fonte quase inesgotável, como dissemos.

-A energia luminosa, por si só, não é poluente (mas alguns processos para obtê -la podem ser).

-Em lugares onde a luz solar se mantém ao longo do ano, é possível gerar eletricidade com o efeito fotovoltaico e, assim, reduzir a dependência de combustíveis fósseis.

-As instalações que fazem uso da energia luminosa do sol são fáceis de manter.

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-Breve exposição à luz solar é necessária para que o organismo humano sintetize a vitamina D, essencial para ossos saudáveis.

-Sem energia luminosa, as plantas não podem realizar a fotossíntese, que é a base da vida na terra.

Desvantagens

-Não é armazenável, ao contrário de outros tipos de energia. Mas células fotovoltaicas podem ser suportadas com baterias para estender seu uso.

-Em princípio, as instalações que fazem uso da energia luminosa são caras e também exigem espaço, apesar dos custos caírem ao longo do tempo e melhorias. Novos materiais e células fotovoltaicas flexíveis são atualmente testadas para otimizar o uso do espaço.

-A exposição prolongada ou direta à luz solar causa dano de pele e visão, mas mais do que tudo por causa da radiação ultravioleta, que não podemos ver.

Exemplos de energia luminosa

Durante as seções anteriores, mencionamos muitos exemplos de energia luminosa: luz solar, velas, laser. Em particular, existem alguns exemplos de energia luminosa muito interessante, devido a alguns dos efeitos mencionados acima:

Luz LED

Figura 5. As luzes de LED são mais eficientes que os incandescentes, pois separam menos calor e emitem energia luminosa por mais tempo. Fonte: Pixabay.

O nome da luz LED deriva do inglês Dode emissor de luz E é produzido passando uma corrente elétrica de baixa intensidade através de um material semicondutor, que em resposta emite luz intensa e de alto desempenho.

As lâmpadas LED duram muito mais do que as lâmpadas incandescentes tradicionais e são muito mais eficientes do que essas, nas quais quase toda energia é transformada em calor, em vez de luz. Portanto, as luzes LED são menos poluentes, embora seu custo seja maior que o das luzes incandescentes.

Bioluminescência

Muitos seres vivos são capazes de converter energia química em energia luminosa, através de uma reação bioquímica dentro. Insetos, peixes e bactérias, entre outros, são capazes de produzir sua própria luz.

E eles fazem isso por diferentes razões: proteção, atrair um casal, como um recurso para pegar as barragens, para se comunicar e obviamente, para iluminar o caminho.

Referências

1. Blair, b. O básico da luz. Recuperado de: Blair.Pha.Jhu.Edu
2. Energia solar. Efeito fotovoltaico. Recuperado de: energia solar.líquido.
3. Tillery, b. 2013. Integrar a ciência.6º. Edição. McGraw Hill.
4. Universo hoje. O que é energia luminosa. Recuperado de: univeretoday.com.
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6. Wikipedia. Energia luminosa. Recuperado de: é.Wikipedia.org.