He mea koʻikoʻi mau ka ikehu i ka hoʻololi a me ka holomua o ke kaiāulu kanaka. Ua ʻike nui ʻia kēia koʻikoʻi ma hope o nā hoʻokahuli ʻoihana ʻelua, e hoʻomaopopo ana i ka poʻe i ke kuleana koʻikoʻi o ka hoʻomohala ʻana i ka ikehu.
I loko o ke kaiāulu e holomua wikiwiki nei i kēia lā, ke kū nei nā kumu ikehu kuʻuna e like me nā wahie mōʻalihaku (lanahu, ʻaila, a me nā mea ʻē aʻe) i nā pilikia koʻikoʻi ma muli o nā pōʻaiapuni hana hou lōʻihi, ka emi ʻana o nā waihona, a me ka emi ʻana o ka maikaʻi. ʻO kēia mau pilikia e paʻakikī ai ka hoʻokō ʻana i ka koi ikehu e ulu ana, e hoʻoikaika ana i ka hoʻomohala ʻana a me ka hoʻohana ʻana i nā kumu ikehu hou i mua.
Ke Kiʻi ʻana i ka Hoʻoulu Manaʻo mai ka Photosynthesis: Hoʻohana ʻana i ka Mana Lā
E like me kā kākou e ʻike nei, ʻo ka hapa nui o ka ikehu ma ka Honua e loaʻa mai ana mai ka photosynthesis o nā mea kanu.
He kaʻina hana olaola ka photosynthesis kahi e hana ai nā mea kanu i nā kō me ka hoʻohana ʻana i ke kalapona ʻokikene a me ka wai ma lalo o ka lā. Ma muli o ka hoʻokuʻu ʻana o kēia mau kō i ka ikehu i ka wā o ka metabolism, mālama ʻia ka ikehu o ka lā ma kēia ʻano.
Eia nō naʻe, ʻaʻole hiki ke hoʻohana maʻalahi ʻia kēia ikehu a koi pinepine ʻia ka hoʻololi ʻana i ka uila, ke ʻano a mākou e hoʻohana pinepine ai. Wahi a ke ʻano physics, pili mau ka hoʻololi ʻana i ka ikehu i kekahi pohō. No laila, ua lilo ka hoʻololi pololei ʻana i ka ikehu o ka lā i ka uila i wahi koʻikoʻi o ka noiʻi.
Hiki ke hoʻololi pololei ʻia ka ikehu lā i uila? A he aha nā mea e hoʻohuli i kēia kaʻina hana? He mau nīnau koʻikoʻi kēia no nā kānaka ʻepekema i ka hoʻomaka ʻana o ke kenekulia 19. ʻO ka mea pōmaikaʻi, ua puka mai kahi holomua nui i ka hopena o ke kenekulia 19.
Ka ʻIke ʻana o ka Hopena Photoelectric
I ka makahiki 1887, ua ʻike hewa ʻo Heinrich Hertz, ke kanaka loea i ke ʻano kino kaulana—nona ka inoa i hoʻohana ʻia i kēia manawa ma ke ʻano he anakahi no ke alapine (frequency)—hiki i ka mālamalama e pā ana i kekahi mau ʻili mea ke hoʻololi i ko lākou mau waiwai uila. Ua hōʻike ʻia ma hope mai ua hoʻokumu ʻia kēia hanana e ke kahe ʻana o ka electron, i kapa ʻia ma hope ʻo ka hopena photoelectric.
I kēlā manawa, ua hoʻomalu ka ʻepekema ʻepekema i ka ʻepekema kuʻuna, i hoʻokumu ʻia e Newton. Ua manaʻo ʻia he nalu ka mālamalama e holo ana ma waena o kahi mea i kapa ʻia ʻo ether (e like me nā ʻale e pālahalaha ana ma kahi loko). Wahi a kēia kumumanaʻo, ua hilinaʻi ka ikehu o kahi nalu i kona amplitude (ikaika o ka mālamalama).
Me he mea lā he mea maʻalahi kēia wehewehe ʻana. No ka laʻana, ʻoluʻolu ka mahana o ka lā i ka hoʻoilo akā hiki ke hoʻoulu i ka lā i ka wela nui o ke kauwela. No laila, ma lalo o ka physics kuʻuna, ua manaʻo ʻia ka hopena photoelectric e pili ana i ka ikaika o ka mālamalama. Eia naʻe, ua hōʻike nā hoʻokolohua i ka ʻokoʻa.
Ua hōʻike ʻia e ka noiʻi no kahi mea i hāʻawi ʻia, ʻaʻole hiki i kekahi mau kala o ke kukui ke hoʻoulu i ka hopena photoelectric me ka nānā ʻole i ka ikaika, aʻo nā mea ʻē aʻe hiki ke hoʻoulu i ka uila ʻoiai ma ka ikaika haʻahaʻa. Ua kūʻē kēia mau ʻike i ka physics kuʻuna, e hoʻokuʻu ana iā ia i loko o kahi pilikia a hoʻāla i kahi kipi ʻepekema.
Hōʻike ʻo Einstein i ka mea pohihihi
I waenakonu o kēia ʻino ʻepekema, ua hāʻawi ʻo Albert Einstein i kahi wehewehe koʻikoʻi no ka hopena photoelectric.
Ua manaʻo ʻo Einstein he mau photon ka mālamalama, e hōʻike ana kēlā me kēia i kahi pūʻolo ikehu ʻokoʻa. Aia ka ikehu o kahi photon i kona alapine (ka helu o nā oscillations i kekona), ʻaʻole i kona ikaika. No laila, ʻo ka hiki ʻana o kahi mea ke hoʻoulu i nā electrons e hilinaʻi wale ʻia i ka ikehu o ka photon, ʻaʻole i ka helu o nā photon.
Ua loaʻa iā Einstein ka makana Nobel ma Physics i ka makahiki 1921 ma muli o ka ʻike kipi, no ka mea, ua hoʻoponopono ia i kahi pilikia koʻikoʻi i hiki ʻole i ka physics kuʻuna ke wehewehe.
Nā Kelepona Lā: Hoʻohuli i ke Kukui i Uila
ʻO ka ʻike ʻia ʻana o ka hopena photoelectric i hoʻomākaukau i ke ala no nā noi hana e like me nā cell solar.
Ua like ke kelepona lā me kahi sanwika, me kahi papa hana i ʻike ʻia e ka mālamalama i kau ʻia ma waena o kahi papa lawe uila a me kahi papa lawe lua. ʻO nā wēlau ʻelua o ke ʻano he mau mea electrode, pinepine ka metala a me ka indium tin oxide (ITO).
Ke omo ka papa hana i nā photons, hoʻonāukiuki ʻia kāna mau electrons i nā pae ikehu kiʻekiʻe. Hoʻoili ʻia kēia mau electrons i hoʻonāukiuki ʻia i ka papa lawe electron, ʻoiai ʻo nā "lua" (nā ʻāpana nele i nā electrons) e alakaʻi ʻia e ka papa lawe lua. Hoʻokumu kēia hoʻonohonoho i kahi kaapuni, e hiki ai ke kahe o ke au.
Ma ka hoʻohana ʻana i ia ʻano hana, hiki ke hoʻololi pololei ʻia ka ikehu o ka lā i uila, e hāʻawi ana iā mākou i kahi kumu ikehu kūpono a maʻemaʻe hoʻi.
He Hoʻohanohano i ka ʻImi ʻEpekema
Hōʻike ke kumumanaʻo o nā cell solar i ke ʻano o ka hoʻomaikaʻi nui ʻana o ka ʻimi ʻepekema i ko kākou ola. Mahalo i ka hoʻolaʻa ʻana o nā kānaka ʻepekema he nui ʻole a me kā lākou ʻike hou ʻana, ke hoʻomau nei ke kanaka i ka hoʻohana ʻana i ka mana o ke kūlohelohe no kahi wā e hiki mai ana. E hoʻohanohano kākou i kā lākou mau hāʻawi kupaianaha!
