O Energia luminosa ou luminoso é aquele que transporta luz, uma onda eletromagnética. É a energia que torna visível o mundo que nos rodeia e tem como principal fonte o Sol, formando parte do espectro eletromagnético, juntamente com outras formas de radiação invisível..
As ondas eletromagnéticas estabelecem interação com a matéria e são capazes de produzir vários efeitos de acordo com a energia que carregam. Assim, a luz não só permite que os objetos sejam vistos, mas também gera mudanças na matéria..
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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 partícula.
-É transportado por pacotes ou "quanta" 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 momentum para eles..
-Não requer um meio material para se espalhar. Você pode fazer isso no vácuo à velocidade da luz: c = 3 × 10 8 em.
-A energia da luz depende da frequência da onda. Se denotarmos como E à energia e F Na frequência, a energia da luz é dada por E = h.f Onde h é a constante de Planck, cujo valor é 6,625 10-3. 4 J • s. Quanto maior a frequência, mais energia.
-Como outros tipos de energia, é medida em Joules (J) no Sistema Internacional de Unidades SI.
-Os comprimentos de onda da luz visível estão entre 400 e 700 nanômetros. 1 nanômetro, abreviado como nm, é igual 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.
A energia da luz pode ser classificada de acordo com sua fonte em:
-natural
-Artificial
A fonte natural de energia luminosa por excelência é o Sol. Por ser uma estrela, o Sol tem em seu centro um reator nuclear que transforma o hidrogênio em hélio por meio de reações que produzem imensas quantidades de energia..
Essa energia deixa o 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 equivalente 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 importante processo que forma a base da vida na Terra. Outra fonte de luz natural, mas com muito menos energia, é a bioluminescência, um fenômeno em que organismos vivos produzem luz.
O relâmpago e o fogo são outras fontes de energia luminosa da natureza, os primeiros não são controláveis e o último acompanha a humanidade desde os tempos pré-históricos..
Já as fontes artificiais de energia luminosa requerem a conversão de outros tipos de energia, como elétrica, química ou calorífica, em luz. As lâmpadas incandescentes se enquadram nesta categoria, cujo filamento extremamente quente emite luz. Ou também a luz que é obtida por meio de processos de combustão, como a chama de uma vela.
Uma fonte muito interessante de energia luminosa é o Ser. Ele tem muitas aplicações em vários campos, incluindo medicina, comunicações, segurança, computação e tecnologia aeroespacial, entre outros..
A energia da luz nos ajuda a nos comunicarmos com o mundo ao nosso redor, agindo como um portador e transmissor de dados e nos informando sobre as condições ambientais. Os antigos gregos já usavam espelhos para enviar sinais de forma rudimentar por longas distâncias.
Quando assistimos à televisão, por exemplo, os dados que ela emite, na forma de imagens, chegam ao nosso cérebro pelo sentido da visão, que requer energia luminosa para deixar uma marca no nervo óptico..
Aliás, para a comunicação telefônica, a energia da luz também é importante, por meio de ligações fibras ópticas que conduzem a energia da luz minimizando as perdas.
Tudo o que sabemos sobre objetos distantes são informações recebidas por meio da luz que eles emitem, analisadas com vários instrumentos: telescópios, espectrógrafos e interferômetros..
Os primeiros ajudam a coletar a forma dos objetos, seu brilho - se muitos fótons chegam aos nossos olhos é um objeto brilhante - e sua cor, que depende do comprimento de onda..
Também dá uma ideia de seu movimento, pois a energia dos fótons que um observador detecta é diferente quando a fonte que o emite está em movimento. Isso é chamado efeito Doppler.
Os espectrógrafos coletam a maneira como essa luz é distribuída - o espectro - e o analisam para ter uma ideia da composição do objeto. E com um interferômetro você pode distinguir a luz de duas fontes, mesmo que o telescópio não tenha resolução suficiente para distinguir entre as duas..
A energia luminosa emitida pelo Sol pode ser convertida em 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, ao iluminar compostos semicondutores de silício que contêm impurezas de outros elementos. Acontece que quando a luz ilumina o material, ela transfere energia que aumenta a mobilidade dos elétrons de valência e, assim, aumenta sua condução elétrica..
Desde o seu início, a humanidade procurou controlar todas as formas de energia, incluindo a energia da luz. Apesar de o Sol ser uma fonte quase inesgotável durante o dia, sempre foi necessário produzir luz de alguma forma para se proteger dos predadores e continuar a realizar as tarefas iniciadas durante o dia..
É possível obter energia luminosa por meio de alguns processos controláveis de alguma forma:
-Combustão, ao queimar uma substância, ela oxida, liberando calor e muitas vezes luz durante o processo.
-Incandescência, ao aquecer um filamento de tungstênio, por exemplo, como aqueles em lâmpadas elétricas.
-A luminescência, neste efeito, a luz é produzida excitando de alguma forma certas substâncias. Alguns insetos e algas produzem luz, que é chamada de bioluminescência.
-Eletroluminescência, são materiais que emitem luz quando estimulados por uma corrente elétrica.
Com qualquer um desses métodos, a luz é obtida diretamente, que sempre tem energia luminosa. Agora, produzir energia luminosa em grandes quantidades é outra coisa.
-A energia leve tem papel especialmente relevante na transmissão de informações.
-O uso da energia luminosa do Sol é gratuito e também é uma fonte quase inesgotável, como já dissemos..
-A energia da luz, por si só, não é poluente (mas alguns processos para obtê-la podem ser).
-Em locais onde a luz solar é abundante ao longo do ano, é possível gerar eletricidade com o efeito fotovoltaico e, assim, reduzir a dependência de combustíveis fósseis.
-As instalações que utilizam a energia da luz do Sol são fáceis de manter.
-Uma breve exposição ao sol é necessária para que o corpo 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..
-Não é armazenável, ao contrário de outros tipos de energia. Mas as células fotovoltaicas podem ser alimentadas por baterias para estender seu uso..
-Em princípio, as instalações que utilizam a energia da luz são caras e também requerem espaço, porém os custos vêm caindo com o tempo e as melhorias. Novos materiais e células fotovoltaicas flexíveis estão sendo testados para otimizar o uso do espaço.
-A exposição direta ou prolongada à luz solar causa danos à pele e aos olhos, mas principalmente por causa da radiação ultravioleta, que não podemos ver.
Ao longo das seções anteriores, mencionamos muitos exemplos de energia luminosa: luz solar, velas, lasers. Em particular, existem alguns exemplos muito interessantes de energia luminosa, devido a alguns dos efeitos mencionados acima:
O nome da luz LED deriva do inglês Diodo emissor de luz e é produzido pela passagem de uma corrente elétrica de baixa intensidade através de um material semicondutor, que em resposta emite luz intensa de alto desempenho.
As lâmpadas LED duram muito mais do que as lâmpadas incandescentes tradicionais e são muito mais eficientes do que as lâmpadas incandescentes tradicionais, nas quais quase toda a energia é transformada em calor, em vez de luz. Por isso, as lâmpadas LED são menos poluentes, embora seu custo seja superior ao das lâmpadas incandescentes..
Muitos seres vivos são capazes de converter energia química em energia luminosa, por meio de uma reação bioquímica dentro deles. Insetos, peixes e bactérias, entre outros, são capazes de produzir sua própria luz.
E o fazem por diferentes motivos: proteção, atração de companheiro, como recurso para pegar uma presa, para se comunicar e, obviamente, para iluminar o caminho..
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