Enerjî her tim di veguherîn û pêşketina civaka mirovan de faktorek girîng bûye. Ev girîngî bi taybetî piştî du Şoreşên Pîşesaziyê eşkere bû, û mirovan bêtir ji rola krîtîk a pêşkeftina enerjiyê haydar kir.
Di civaka îroyîn a ku bi lez pêş dikeve de, çavkaniyên enerjiyê yên kevneşopî yên wekî sotemeniyên fosîl (komir, petrol, hwd.) ji ber çerxên dirêj ên nûjenkirinê, kêmbûna rezervan û kêmbûna kalîteyê bi pirsgirêkên girîng re rû bi rû dimînin. Ev pirsgirêk her ku diçe dabînkirina daxwaza enerjiyê ya zêde dibe dijwartir dikin, û pêşkeftin û karanîna çavkaniyên nû yên enerjiyê dixin pêş.
Ji Fotosentezê Îlhamê Werdigirin: Bikaranîna Enerjiya Rojê
Wekî ku em dizanin, hema bêje hemû enerjiya bikêrhatî li ser Erdê ji fotosentezê di nebatan de tê.
Fotosentez pêvajoyeke biyolojîk e ku tê de nebat bi karanîna karbondîoksît û avê di bin tîrêjên rojê de şekiran sentez dikin. Ji ber ku ev şekir di dema metabolîzmê de enerjiyê berdidin, enerjiya rojê bi vî rengî tê hilanîn.
Lêbelê, ev enerjî bi hêsanî nayê bikaranîn û bi gelemperî hewce dike ku were veguherandin bo elektrîkê, ew forma ku em bi gelemperî bikar tînin. Li gorî fîzîkê, veguherandina enerjiyê her gav hin windahiyan bi xwe re tîne. Ji ber vê yekê, veguherandina rasterast a enerjiya rojê bo elektrîkê bûye qadeke girîng a lêkolînê.
Gelo enerjiya rojê dikare rasterast veguhere elektrîkê? Û kîjan faktor bandorê li vê pêvajoyê dikin? Ev pirsên kûr bûn ji bo zanyaran di destpêka sedsala 19an de. Bi xêra Xwedê, di dawiya sedsala 19an de pêşketinek mezin derket holê.
Vedîtina Bandora Fotoelektrîkê
Di sala 1887an de, fîzîknasê navdar Heinrich Hertz - ku navê wî niha wekî yekîneya frekansê tê bikar anîn - bi tesadufî keşf kir ku ronahiya ku li hin rûyên materyalan dikeve dikare taybetmendiyên wan ên elektrîkî biguherîne. Lêkolînên paşê eşkere kirin ku ev diyarde ji ber herikîna elektronan çêdibe, ku paşê wekî bandora fotoelektrîkê hate binavkirin.
Di wê demê de, fîzîka klasîk, ku ji hêla Newton ve hatiye damezrandin, li ser ramana zanistî serdest bû. Wê texmîn dikir ku ronahî pêlek e ku di navgînek bi navê eter de derbas dibe (mîna pêlên ku li ser golê belav dibin). Li gorî vê teoriyê, enerjiya pêlekê bi amplîtuda (şiddeya ronahiyê) ya wê ve girêdayî ye.
Ev ravekirin pir hêsan xuya dikir. Mînakî, tîrêjên rojê di zivistanê de bi awayekî xweş germ tên hîskirin, lê di germahiya havînê de dikarin bibin sedema şewitandina tavê. Ji ber vê yekê, di bin fîzîka klasîk de, dihat fikirîn ku bandora fotoelektrîkî bi şîdeta ronahiyê ve girêdayî ye. Lêbelê, ceribandinan berevajî vê yekê nîşan dan.
Lêkolînan nîşan da ku ji bo materyalek diyarkirî, hin rengên ronahiyê bêyî ku şîddeta wê çi be, nikarin bandora fotoelektrîkê çêbikin, lê yên din dikarin elektrîkê hilberînin heta bi şîddeta nizm jî. Van dîtinan fîzîka klasîk red kirin, ew xistin nav krîzekê û şoreşek zanistî dan destpêkirin.
Einstein sirrê eşkere dike
Di nav vê tofana zanistî de, Albert Einstein ji bo bandora fotoelektrîkê ravekirinek şoreşger pêşkêş kir.
Einstein pêşniyar kir ku ronahî ji fotonan pêk tê, her yek ji wan pakêtek enerjiyê ya cihê temsîl dike. Enerjiya fotonê bi frekansa wê ve girêdayî ye (hejmara lerizînên di saniyeyê de), ne bi şîddeta wê. Ji ber vê yekê, gelo materyalek dikare elektronan çêbike an na, bi tevahî bi enerjiya fotonê ve girêdayî ye, ne bi hejmara fotonan.
Têgihîştina şoreşgerî ya Einstein Xelata Nobelê ya Fîzîkê ya 1921an da wî, ji ber ku wê pirsgirêkek krîtîk çareser kir ku fîzîka klasîk nekarî rave bike.
Pîlên Rojê: Veguherandina Ronahiyê bo Elektrîkê
Vedîtina bandora fotoelektrîkê rê li ber sepanên pratîkî yên wekî şaneyên rojê vekir.
Pîleke rojê dişibihe sendwîçekê, ku çîneke çalak a hesas a ronahiyê di navbera çîneke veguhastina elektronan û çîneke veguhastina qulan de cih digire. Herdu serên avahiyê ji materyalên elektrodê pêk tên, pir caran metal û oksîda qalayê ya îndyûmê (ITO).
Dema ku qata çalak fotonan dimije, elektronên wê ber bi astên enerjiyê yên bilindtir ve tên ajotin. Ev elektronên ajotî ji bo qata veguhastina elektronan têne veguheztin, di heman demê de "qun" (herêmên ku elektron tê de tune ne) ji hêla qata veguhastina qulan ve têne rêvebirin. Ev rêzkirin çerxeyek diafirîne, ku rê dide herikîna herikê.
Bi karanîna avahiyek cîhazek wusa, enerjiya rojê dikare rasterast veguhere elektrîkê, ku çavkaniyek enerjiyê ya bikêrhatî û paqij dide me.
Rêzgirtin ji bo Lêkolîna Zanistî
Prensîba pîlên rojê nîşan dide ka çawa lêkolînên zanistî jiyana me bi awayekî kûr baştir kirine. Bi saya fedakariya bêhejmar zanyar û vedîtinên wan ên şoreşger, mirovahî ji bo pêşerojek geştir hêza xwezayê bikar tîne. Werin em rêzê li beşdariyên wan ên bêhempa bigirin!
