كيفية انتاج الضوء

2015 علوم القرن الـ21 الطاقة والمادة

براون بير

k

كيفية انتاج الضوء الفيزياء

جميع أجهزة إنتاج الضوء، بدءاُ بالشمعة ومروراُ بالمصابيح الكهربائية وحتى أنابيب التفريغ المفلورة أو أنابيب الليزر، جميع هذه الأجهزة تعتمد في إنتاجها للضوء على عمليات تحدث داخل الذرات نفسها. وتنطوي جميع هذه العمليات على نشاط الإلكترونات الذرية.

تحتل الإلكترونات في الذرة المستقرة مدارات مختلفة تُمثل مستوياتٍ مختلفةٍ للطاقة: طاقة المدار الأقرب للنواة أقل المدارات طاقة، بينما تكون طاقة المدارات الخارجية أعلى من ذلك.

عند إمداد الذرة المستقرة بطاقة إضافية – بالتسخين مثلاً – تمتص الإلكترونات هذه الطاقة «فتقفز» إلى مستويات أعلى للطاقة.

لكن الإلكترونات غير مستقرة في حالة الاستثارة هذه، ولذلك تقفز بسرعة إلى مستويات الاستقرار الأصلية.

خلال هذه العملية تُبث الطاقة الممتصة على شكل ضوء. ويعتمد طول الموجة (وكذلك التردد) للضوء المنبعث على نوع العنصر أو المركب المستثار.

يمكن توليد الضوء بطرقٍ مختلفة. وتختلف هذه الطرق عن بعضها بشكلٍ رئيسٍ في كيفية إمداد الذرة بالطاقة الإضافية.

في لهب الشمعة أو المصابيح الزيتية توفر الطاقة بتسخين الكربون من كربوهيدرات الشمع أو الزيت إلى حدود التوهج.

كما أن الحرارة هي مصدر الطاقة للإضاءة في مصابيح الغاز الشبكية – غلاف شبكي يوضع حول مصدر اللهب. تبث ذرات الثوريوم الموجودة على الشبكة ضوءً ابيض عالي الشدة.