的光能或光携带的电磁波的光。是使我们周围的世界可见的能量，其主要来源是太阳，它与其他形式的不可见辐射一起构成电磁光谱的一部分。
电磁波与物质建立相互作用，并能够根据其携带的能量产生各种效应。因此，光不仅可以看到物体，而且可以产生物质的变化。
图1.太阳是地球上光能的主要来源。资料来源：
光能的特征
光能的主要特征包括：
-它具有双重性质：在宏观层面上，光的行为像波，但在微观层面上，它表现出粒子特性。
-它通过称为光子的光的包裹或“量子”来运输。光子缺乏质量和电荷，但是它们可以与其他粒子相互作用，例如原子，分子或电子，并向它们传递动量。
-它不需要物质媒介传播。您可以在真空中以光速执行此操作：c = 3×10 8 m / s。
-光能取决于波的频率。如果我们将能量和频率分别表示为E和E，则光能由E = hf给出，其中h是普朗克常数，其值为6.625 10 –34 J•s。频率越高，能量越多。
-与其他类型的能量一样，它以国际单位制SI中的焦耳（J）度量。
-可见光的波长在400至700纳米之间。1纳米（缩写为nm）等于1 x 10 -9 m。
-频率和波长λ相关c =λ.f，因此E = hc /λ。
光能类型
可以根据其来源将光能分类为：
-自然
-人工
图2.电磁波的可见光谱是狭窄的彩色带。资料来源：F. Zapata。
自然光能
太阳是太阳光能的天然来源，作为恒星，太阳的中心是一个核反应堆，该反应堆通过产生大量能量的反应将氢转化为氦。
这种能量以光，热和其他类型的辐射形式离开太阳，每平方米-1千瓦的表面连续发射约62600千瓦的电能，相当于1000瓦，而这又等于1000焦耳/秒。
植物利用这种大量能量中的一部分进行光合作用，这是构成地球生命基础的重要过程。生物发光是自然光的另一种来源，但能量要少得多，生物发光是一种活生物体产生光的现象。
闪电和火是自然界中的其他光能来源，前者不可控，而后者自史前时代起就伴随着人类。
人造光能
对于人造光能源，它们需要将其他类型的能量（例如电，化学或热能）转换为光。白炽灯泡属于此类，其极热的灯丝会发光。或者还有通过燃烧过程获得的光，例如蜡烛的火焰。
激光是一种非常有趣的光能来源。它在医学，通信，安全，计算和航空航天技术等各个领域都有许多应用。
图3.切割机使用激光进行高精度的工业切割。资料来源：
光能的使用
光能帮助我们与周围的世界进行交流，充当数据的载体和传输者，并向我们通报环境状况。古希腊人已经使用镜子以基本方式在远距离发送信号。
例如，当我们看电视时，它以图像形式发出的数据通过视觉传递到我们的大脑，视觉需要光能在视神经上留下印记。
顺便说一下，对于电话通信，光能也很重要，通过所谓的导通光能的光导纤维，可将损耗降至最低。
我们对遥远物体的了解仅是通过它们发出的光接收的信息，并使用各种仪器进行分析：望远镜，光谱仪和干涉仪。
前者有助于收集物体的形状，它们的亮度（如果有许多光子到达我们的眼睛，那是一个发光的物体）以及它们的颜色（取决于波长）。
它还给出了其运动的概念，因为当发出它的源运动时，观察者检测到的光子的能量是不同的。这称为多普勒效应。
光谱仪收集光的分布方式-光谱-并对其进行分析以了解物体的组成。使用干涉仪，即使望远镜没有足够的分辨率来区分两个光源，也可以区分来自两个光源的光。
光伏效应
太阳辐射产生的光能由于光伏效应而可以转化为电能，该效应是由法国科学家亚历山大·贝克勒尔（Henri Becquerel的父亲）于1839年发现的，他发现了放射性。
这是基于这样的事实，即光能够通过照射包含其他元素的杂质的半导体硅化合物来产生电流。碰巧，当光照亮材料时，它会转移能量，从而增加价电子的迁移率，从而增加其电导率。
取得
自成立以来，人类一直试图控制所有形式的能源，包括光能。尽管在白天，太阳几乎提供了取之不尽的用之不竭的东西，但总有必要以某种方式产生光来保护自己免受天敌的伤害，并继续执行白天开始的任务。
可以通过某些可以以某种方式控制的过程来获取光能：
-燃烧时，燃烧物质会氧化，并在过程中散发出热量并经常发光。
-白炽灯，例如在加热钨丝时，例如电灯泡。
图4.白炽灯泡通过使电流流过钨丝来工作。加热时，它会散发出热量和光。资料来源：
-发光，在这种效果下，通过以某种方式激发某些物质而产生光。一些昆虫和藻类会产生光，这称为生物发光。
-电致发光，有些材料在受到电流刺激时会发光。
使用这些方法中的任何一种，都可以直接获取光，该光始终具有光能。现在，大量产生光能已成为另一回事。
优点
-光能在信息传输中具有特别重要的作用。
-如我们所说，使用来自太阳的光能是免费的，它也是一种几乎取之不尽用之不竭的能源。
-光能本身不会造成污染（但是可以通过某些过程获得光能）。
-在全年阳光充沛的地方，可以通过光电效应发电，从而减少对化石燃料的依赖。
-利用太阳光能的设施易于维护。
-人体必须短期暴露于阳光下才能合成对健康骨骼至关重要的维生素D。
-没有光能，植物就无法进行光合作用，这是地球生命的基础。
缺点
-与其他类型的能源不同，它不可存储。但是光伏电池可以有电池作为后盾，以扩展其使用范围。
-原则上，利用光能的设备既昂贵又占空间，尽管成本随着时间和改进而降低。目前正在测试新材料和柔性光伏电池，以优化空间的利用。
-长时间或直接暴露在阳光下会损害皮肤和视力，但主要是由于紫外线，我们看不到。
光能的例子
在前面的章节中，我们提到了许多光能示例：阳光，蜡烛，激光。由于上述某些影响，尤其有一些非常有趣的光能示例：
LED灯
图5. LED灯比白炽灯更高效，因为它们散发的热量更少，并且发出的光能更长。资料来源：
LED光的名称源自英语发光二极管，是通过使低强度电流流过半导体材料而产生的，该半导体材料作为响应发出高强度和高性能的光。
LED灯的使用寿命比传统的白炽灯泡长得多，并且比传统的白炽灯泡效率更高，在传统的白炽灯泡中，几乎所有能量都转化为热量而不是光。因此，尽管LED灯的成本比白炽灯高，但其污染少。
生物发光
许多生物通过体内的生化反应能够将化学能转化为光能。昆虫，鱼类和细菌等能够产生自己的光。
他们这样做的原因有多种：保护，吸引伴侣，作为捕捉猎物，进行交流以及显然地为道路照明的资源。
参考文献
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