لعلّ الطاقة الضوئية هي أهم أشكال الطاقة التي يتم الاعتماد عليها كثيرًا في اختراعاتنا اليوم، وليس خافيًا جهل الكثيرين بماهيتها وقوانينها بل وحتى أشكالها ومصادرها خارج الإطار الكلاسيكي طبعًا!.

الضوء

يعرف الضوء بأنه الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي تصدره الأجسام الساخنة كالشمس، وهو مؤلف من جسيمات طاقية صغيرة للغاية تصدرها الأجسام عند تسخينها بشكل طاقة، وتتحرك بسرعة 300000 كيلومتر في الثانية، دون أن تحتاج وسطًا ماديًا لتنتقل، كما حين تعبر الأشعة الضوئية الفضاء الخارجي.

يختلف لون الضوء باختلاف طاقة الفوتونات المكونة له وبالتالي اختلاف أطوال موجاتها، يعتبر الضوء مفهومًا فيزيائيًا عناصره الأساسية هي الشدة، اتجاه الانتشار، طول الموجة والاستقطاب، وله علاقاته الفيزيائية التي تعبر عنه.

الطاقة الضوئية

إن الضوء هو أحد أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي؛ فالإشعاع الكهرومغناطيسي مفهوم شامل، بينما الضوء فيقتصر على الطيف المرئي منه والذي يتراوح طول موجته بين 380 إلى 750 أي بين الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية.

يمكن اعتبار الطاقة الضوئية شكلًا من أشكال الطاقة الحركية فمصدرها هو حركة الفوتونات المكونة للشعاع الضوئي، والتي يمكن أن تتحول لشكل آخر من أشكال الطاقة الكهربائية، الحرارية وغيرها.

أهمية الطاقة الضوئية

هي الشكل الوحيد من أشكال الطاقة الذي نستطيع رؤيته بالعين المجردة والذي يوجد بشكلٍ طبيعي ومستمر، ولها فوائد عظيمة فهي أساس الحياة على كوكب الأرض، وبالإضافة لأنَّنا نستطيع رؤية الأشياء وندرك ألوانها الحقيقة بفضل انعكاس الضوء عنها، للطاقة الضوئية أهمية جليلة في المجالات التالية:

  • المجال البيئي: تعتمد عملية التركيب الضوئي التي لا يمكن للنباتات الحياة من دونها على الطاقة الضوئية لإتمامها، وبما أنَّ النباتات هي الكائنات المنتجة الأولية على سطح الأرض وقاعدة الهرم الغذائي نستطيع القول إن طاقة الضوء أساس الحياة على هذا الكوكب، وكذلك بالنسبة لدورة المياه حين تتبخر مياه المحيطات لتشكل بخار الماء الذي يتحول إلى أمطار.
  • المجال الصحي: أهمية فيتامين D بالنسبة للجسم تكمن في مساعدة الجسم على امتصاص الكالسيوم وبالتالي الحفاظ على مستويات الكالسيوم والفوسفات ضمن الحدود الطبيعية، وبالتالي يلعب دورًا هامًا في تشكل العظام، ودور طاقة الضوء هنا هي أنَّ الجسم يقوم بإنتاج فيتامين D من الكوليسترول وذلك عند التعرض لأشعة الشمس.
  • المجال الطبي: اعتمد العلماء على خواص طاقة الضوء في مجال الطب مما سهل الكثير من الأمور، فاختراع الليزر أصبح معتمدًا بشكل كبير في الإجراءات الطبية كالمعالجات الجلدية والجراحة التجميلية وغيرها.
  • المجال التقني: تعتبر الألياف الضوئية أهم الاختراعات التي تعتمد على الطاقة الضوئية، وهي حاليًا الوسيلة الأسرع في نقل البيانات على الإطلاق.1

مصادر الطاقة الضوئية

تقسم إلى مصادر طبيعية وأخرى صناعية.

  • المصادر الطبيعية: تعتبر الشمس مصدر الطاقة الضوئية الأهم، والذي ينتج بسبب التفاعلات النووية التي تحدث على سطحها، وكذلك تعتبر النجوم الأخرى مصادر ثانوية للطاقة الضوئية ولكن لا يصل إلينا من هذه الطاقة سوى ما يكفي لرؤية هذه النجوم.
  • المصادر الصناعية: تعتبر المصابيح الكهربائية أهم المصادر الصناعية للطاقة الضوئية، حيث تصنع من مقاومات تتوهج عند مرور التيار الكهربائي فيها، وكذلك الوقود الأحفوري هو أحد هذه المصادر الصناعية حيث أن احتراقه يولِّد طاقةً ضوئية ولكنه حاليًا قليلًا ما يستخدم لهذا الغرض.2

المراجع

  • 1 ، What Is Light Energy?، من موقع: byjus.com، اطّلع عليه بتاريخ 11-4-2019
  • 2 ، Sources of light، من موقع: www.skwirk.com، اطّلع عليه بتاريخ 11-4-2019