Redakcja Ekohub
Słońce często potocznie nazywa się wielką kulą ognia albo bezustannie płonącym kłębem gazów. W rzeczywistości odpowiedź na pytanie o to, dlaczego słońce świeci, nie ma nic wspólnego z reakcją spalania. Ogień, jaki znamy na Ziemi, potrzebuje tlenu, którego w kosmicznej próżni nie ma. Źródłem światła gwiazdy jest promieniowanie wynikające z wysokich temperatur. W jaki jednak sposób tę energię da się wykorzystać? Wyjaśniamy!
Dlaczego słońce świeci – wyjaśnienie fizyczne
Słońce świeci, ponieważ jest ekstremalnie gorące. Temperatura fotosfery wynosi około 5500°C, a w obrębie korony wzrasta już do 2 000 000°C! Temperaturę jądra Słońca szacuje się na 15 000 000°C, a taki żar to efekt zachodzących wewnątrz reakcji termojądrowych. Tak ogromne ilości energii przyczyniają się do intensywnego promieniowania.
Promieniowanie słoneczne to emisja fal elektromagnetycznych, których częścią jest tzw. światło widzialne. Ludzkie oko wychwyci i rozróżni fale o długości w przedziale 380–750 nm. Najmniejszą znaną jednostką fizyczną fal świetlnych są fotony – bozonowe cząstki elementarne pozbawione ładunku elektrycznego i momentu magnetycznego.
Jak przetworzyć energię słoneczną na prąd?
Masz już niezbędną wiedzę naukową na temat tego, dlaczego słońce świeci. Teraz dowiesz się, w jaki sposób fotowoltaika zamienia bombardujące planetę fotony w energię elektryczną.
Technologie paneli solarnych wciąż są udoskonalane, ale rdzeń pozostaje zbliżony, podobnie jak schemat ich działania. Można go streścić w następujący sposób:
- Fotony padają na panele z ogniwami, które przechwytują cząstki elementarne.
- W ogniwach zachodzi efekt fotowoltaiczny – przemiana energii promieniowania słonecznego w prąd stały.
- Inwerter (falownik) przekształca prąd stały w prąd przemienny.
- Wytworzona energia elektryczna jest gotowa do natychmiastowego użycia lub zmagazynowania w akumulatorze.
Co ma wpływ na wydajność ogniwa fotowoltaicznego?
Podstawowe elementy paneli fotowoltaicznych wytwarza się z półprzewodników, które przewodzącą ładunki elektryczne (na przykład z krzemu).
Jedno ogniwo fotowoltaiczne wytwarza kilka watów energii, dlatego pojedyncze elementy łączy się w moduły. Na ich efektywność wpływają:
- poziom nasłonecznienia;
- kąt, pod jakim padają promienie słoneczne;
- ewentualne zabrudzenia i zanieczyszczenia (np. opadnięte liście);
- zarysowania i inne uszkodzenia mechaniczne.
Dlaczego słońce świeci i parzy skórę?
Promieniowanie słoneczne nie składa się wyłącznie ze światła widzialnego. W spektrum emitowanych przez gwiazdę fal elektromagnetycznych znajdują się również:
- promieniowanie ultrafioletowe (UV):
- zakres A ultrafioletu to 315–400 nm długości fali;
- zakres B ultrafioletu to 280–315 nm;
- zakres C ultrafioletu to 100–280 nm;
- promieniowanie podczerwone:
- zakres bliski podczerwieni to 700–1400 nm;
- zakres środkowy podczerwieni to 1400–4000 nm.
Odczuwanie gorąca wynika z temperatury powietrza. Zaczerwienienia przekształcające się opaleniznę to zaś skutek promieniowania UV.
Skąd się bierze opalenizna na skórze?
Opalanie to naturalny proces, który ma ochronić ciało przed szkodliwym działaniem słońca. Pogrubia się warstwa rogowa skóry, a uszkodzone fragmenty są złuszczane i usuwane. Zwiększa się produkcja melaniny, która w części pochłania promienie UV i nadaje skórze ciemniejszy kolor. Kremy z filtrami odczuwalnie łagodzą skutki długiej ekspozycji na słońce.
Lampy świecą z tego samego powodu, co słońce
Zasada, według której lampy świecą, jest podobna. Różni się tylko źródło energii. W przypadku gwiazdy są nim reakcje i wybuchy termojądrowe, a włókna żarówek emitują promieniowanie dzięki prądowi przemiennemu. Światło świecy czy zapałki stanowi już rezultat reakcji spalania.
To podstawowe i uproszczone wyjaśnienia. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o tym, dlaczego słońce świeci oraz jakie dokładnie zachodzą w nim reakcje, sięgnij po publikacje naukowe z dziedziny fizyki. Nie będzie to przystępna lektura, ale za to poznasz kolejne istotne procesy odpowiedzialne za emisję światła i fotonów.
Artykuł sponsorowany
