فوتون، انرژی بکر اقیانوسها

فوتون یکی از ساختارهای بینادی جهان است. در مقام یک ذره ابتدایی اصلی، فوتون به صورت یکی از نیروهای اصلی در داخل میدان مغناطیسی عمل می کند و در فیزیک ذرات واحد بینادی نور در نظر گرفته می شود.

فوتون ها اولین بار در قرن بیستم به وسیله ماکس پلانک عنوان بسته “packets” انرژی شناسایی شدند و او آنها را به عنوان کوانتا quanta منتسب کرد. کار او را آلبرت اینشتین تعقیب کرد. اینشتین در سال 1905 این بسته ها را به صورت امواج الکترومغناطیسی شناسایی کرد. شیمیدانی به نام گیلبرت لویس، درنهایت در سال 1926 با شناسایی ذراتی که یک عنصر پایه ای جهان هستند نام فوتون ها را برای این ذرات ابداع کرد که نه می شود ایجادشان کرد و نه نابود می شوند.

خواص مشخصی در فوتون ها وجود دارد که آنها را در مقایسه با دیگر ذرات بنیادی منحصر بفرد کرده است. اول این که یک فوتون خودش حاوی جرمی نیست. همچنین هیچ بار الکتریکی ای ندارد و از آن جایی که زیر ذرات subparticles کوچک تری ندارد در داخل فضای خالی ( empty space ) فاسد نمی شود. موقعی که یک بار، یا مثبت یا منفی، شتابی نزدیک به سرعت نور می گیرد، اشعه سینکروترون synchrotron  (این اشعه، اشعه ای الکترومغناطیسی است) ایجاد می شود که باعث می شود فوتون ها آزاد شوند. به علاوه فوتون ها می توانند موقعی که انرژی مولکول ها، اتم ها یا هسته به سطح بالاتر تغییر می کند، ساطع شوند. طبق فیزیک کوانتومی موقعی که نابودی الکترون- پزیترون ( electron-positron ) رخ می دهد، به این معنی که ذره و ضد ذره حذف می شوند، نور فوتون هم ساطع می شود.

به این خاطر که فوتون ها هر دو خاصیت موجی و ذره ای را نشان می دهند، شماری از کاربردها را در صنعت و تکنولوژی دارند.

منبع: http://www.wisegeek.com/what-is-a-photon.htm

انرژی بکر اقیانوسها

در اقیانوس ها انرژی بکری نهفته است. از اقیانوس ها می توان دو نوع انرژی گرفت. یکی انرژی حرارتی ناشی از گرمای خورشید و نیز فرایند شکل گیری رسوب لایه های اقیانوسی و دوم انرژی مکانیکی ناشی از جزرومد و امواج.

اقیانوس ها بیش از 70 درصد کره زمین را فراگرفته اند و بزرگ ترین جمع کننده گرمای خورشید به شمار می آیند. گرمای خورشید سطح اقیانوس ها را خیلی بیشتر از اعماق آنها گرم می کند و همین اختلاف دما می تواند باعث ایجاد انرژی حرارتی شود. تنها بخش کوچکی از این گرمای به دام افتاده در اقیانوس ها می تواند انرژی کل زمین را تأمین کند. انرژی حرارتی اقیانوس ها می تواند کاربردهای زیادی داشته باشد و از جمله برای تولید برق مورد استفاده قرار گیرد. سه نوع سیستم برای تبدیل انرژی حرارتی به برق وجود دارد که عبارتند از: چرخه بسته، چرخه باز و ترکیبی.

انرژی مکانیکی اقیانوس کاملاً با انرژی حرارتی آن متفاوت است. درحالی که خورشید بر تمام فعالیت های اقیانوس ها اثر می گذارد، جزر و مد عمدتاً در نتیجه کشش جاذبه ای ماه به وجود می آید و امواج هم عمدتاً به وسیله باد هدایت می شوند. نتیجه آن که جزر و مد و امواج، منابع متناوب انرژی هستند، در حالی که انرژی حرارتی اقیانوس ها نسبتاً ثابت است.

مراکز انرژی های تجدیدپذیر می گویند می توان انرژی جنبشی جزرومدها و امواج اقیانوسی را به دام انداخت و مورد استفاده قرار داد. آنها این انرژی ها را انرژی های تجدیدپذیر دریایی می نامند.

محققان می گویند فرایند دریافت انرژی جنبشی جزرومد و جریانات باز مثل امواج اقیانوسی و نیز انرژی حرارتی شامل انرژی ناشی از فرایند شکل گیری و رسوب لایه های اقیانوسی را می توان با استفاده از فناوری تبدیل حرارتی اقیانوسی بهبود بخشید.

به گفته محققان لازمه گرفتن انرژی جنبشی از جزرومد پیشرفت در ساخت مصالح و استفاده از طرح های جدید در زمینه توربین های مناسب جریانات دریایی و به کارگیری مؤثر آنها است.

در حال حاضر سه مرکز مربوط به انرژی های تجدیدپذیر دریایی موسوم به MRE برای بررسی منابع بالقوه انرژی در اقیانوس ها و یافتن راه های بهبود فناوری های مربوط به آنها در آمریکا تشکیل شده است.

منابع: http://www.renewableenergyworld.com/rea/tech/ocean-energy

http://www.sciencedaily.com/releases/2012/11/121119151320.htm