Tha lùth air a bhith na phrìomh fheart ann an cruth-atharrachadh agus adhartas comann-shòisealta daonna a-riamh. Thàinig an cudromachd seo gu sònraichte follaiseach às dèidh an dà Ar-a-mach Gnìomhachais, a’ toirt air daoine barrachd is barrachd mothachadh a dhèanamh air pàirt chudromach leasachadh lùtha.
Anns an latha an-diugh, tha dùbhlain mhòra mu choinneamh stòran lùtha traidiseanta leithid connadh fosail (gual, ola, msaa.) air sgàth cearcallan ath-nuadhachaidh fada, tasgaidhean a tha a’ crìonadh, agus càileachd a tha a’ lùghdachadh. Tha na cùisean seo ga dhèanamh nas duilghe coinneachadh ris an iarrtas lùtha a tha a’ sìor fhàs, a’ putadh leasachadh agus cleachdadh stòran lùtha ùra gu prìomh àite.
A’ tarraing brosnachadh bho foto-cho-chur: A’ cleachdadh cumhachd na grèine
Mar a tha fios againn, tha cha mhòr a h-uile lùth a ghabhas cleachdadh air an Talamh a’ tighinn bho foto-co-chur ann an lusan.
'S e pròiseas bith-eòlasach a th' ann am foto-cho-chur anns am bi lusan a' dèanamh shiùcairean le bhith a' cleachdadh carbon dà-ogsaid agus uisge fo sholas na grèine. Leis gu bheil na siùcairean sin a' leigeil ma sgaoil lùth rè metabolism, tha lùth na grèine air a stòradh san dòigh seo.
Ach chan eil an lùth seo furasta a chleachdadh agus mar as trice feumar a thionndadh gu dealan, an cruth a bhios sinn a’ cleachdadh gu cumanta. A rèir fiosaig, bidh call an-còmhnaidh an lùib tionndadh lùtha. Mar sin, tha tionndadh dìreach lùth na grèine gu dealan air a bhith na raon rannsachaidh deatamach.
An gabh lùth na grèine a thionndadh gu dìreach gu dealan? Agus dè na factaran a bheir buaidh air a’ phròiseas seo? B’ iad sin ceistean domhainn do luchd-saidheans tràth san 19mh linn. Gu fortanach, nochd adhartas mòr aig deireadh an 19mh linn.
Lorg a’ Bhuaidh Foto-dealain
Ann an 1887, lorg am fiosaigiche ainmeil Heinrich Hertz – aig a bheil ainm a-nis air a chleachdadh mar an aonad airson tricead – gun fhiosta gum b’ urrainn do sholas a’ bualadh air uachdar stuthan sònraichte na feartan dealain aca atharrachadh. Nochd rannsachadh às dèidh sin gur e sruthadh electron a bha ag adhbhrachadh an iongantas seo, ris an canar an èifeachd foto-dealain nas fhaide air adhart.
Aig an àm, b’ e fiosaig chlasaigeach, a stèidhich Newton, a bha os cionn smuaintean saidheansail. Bha e den bheachd gur e tonn a bha a’ siubhal tro mheadhan ris an canar èitear (coltach ri tonnan a’ sgaoileadh thairis air loch). A rèir na teòiridh seo, bha lùth tonn an urra ri a leud (dian an t-solais).
Bha an mìneachadh seo coltach ri rud furasta a thuigsinn. Mar eisimpleir, tha solas na grèine a’ faireachdainn blàth gu tlachdmhor sa gheamhradh ach faodaidh e losgadh grèine adhbhrachadh ann an teas dian an t-samhraidh. Mar sin, fo fiosaig chlasaigeach, bhathar den bheachd gun robh a’ bhuaidh foto-dealain an urra ri dian an t-solais. Ach, sheall deuchainnean a chaochladh.
Sheall rannsachadh, airson stuth sònraichte, nach b’ urrainn do dhhathan sònraichte solais buaidh foto-dealain adhbhrachadh ge bith dè an dian a bh’ ann, agus gum b’ urrainn do dhhathan eile dealan a chruthachadh eadhon aig dian ìosal. Bha na co-dhùnaidhean sin a’ dol an aghaidh fiosaig chlasaigeach, ga thilgeil ann an èiginn agus ag adhbhrachadh ar-a-mach saidheansail.
Einstein a’ foillseachadh na dìomhaireachd
Am measg na stoirme saidheansail seo, thug Albert Einstein mìneachadh ùr-ghnàthach airson a’ bhuaidh foto-dealain.
Mhol Einstein gu bheil solas air a dhèanamh suas de fotonan, gach fear a’ riochdachadh pasgan lùtha fa leth. Tha lùth foton an urra ri a tricead (an àireamh de chreathadh gach diog), chan ann air a dhianachd. Mar sin, tha e an urra ri lùth a’ foton a bhith a’ gineadh dealanan gu tur, chan ann air àireamh nam fotonan.
Choisinn lèirsinn rèabhlaideach Einstein Duais Nobel ann am Fiosaigs ann an 1921 dha, leis gun do dh’fhuasgail e cùis chudromach nach do mhìnich fiosaig chlasaigeach.
Ceallan Grèine: A’ tionndadh solais gu dealan
Dh’fhosgail lorg a’ bhuaidh foto-eileagtronaigeach an t-slighe airson tagraidhean practaigeach leithid ceallan grèine.
Tha cealla grèine coltach ri ceapaire, le sreath ghnìomhach mothachail air solas air a chur eadar sreath còmhdhail electron agus sreath còmhdhail toll. Tha dà cheann an structair air an dèanamh de stuthan electrode, gu tric meatailt agus ogsaid staoin indium (ITO).
Nuair a bhios an sreath ghnìomhach a’ gabhail a-steach fotonan, bidh na dealanan aige air an brosnachadh gu ìrean lùtha nas àirde. Bidh na dealanan brosnaichte seo air an gluasad chun t-sreath còmhdhail dealan, agus bidh na “tuill” (roinnean aig nach eil dealanan) air an giùlan leis an t-sreath còmhdhail tuill. Bidh an rèiteachadh seo a’ cruthachadh cuairt, a’ comasachadh sruthadh an t-srutha.
Le bhith a’ cleachdadh structar inneil mar seo, faodar lùth na grèine a thionndadh gu dìreach gu dealan, a’ toirt dhuinn stòr lùtha èifeachdach is glan.
Moladh do Rannsachadh Saidheansail
Tha prionnsabal nan ceallan grèine na eisimpleir de mar a tha rannsachadh saidheansail air ar beatha a leasachadh gu mòr. Le taing do dhìcheall luchd-saidheans gun àireamh agus na lorgan ùr-ghnàthach aca, tha a’ chinne-daonna a’ leantainn air adhart a’ cleachdadh cumhachd nàdair airson àm ri teachd nas soilleire. Leig dhuinn moladh a thoirt dha na tabhartasan iongantach aca!
