Wight -imeytyminen

Kuumat kesäpäivät, tummat vaatteet tuntuvat uunilta, eikö niin? Miksi? Se ei ole taikuutta, se on fysiikka. Tämän yksinkertaisen prosessin ymmärtäminen on avain moniin asioihin.

Valon imeytyminen on silloin, kun aine vangitsee kevyttä energiaa, muuttamalla sen muihin muotoihin, kuten lämpöä. Tummemmat esineet absorboivat enemmän kevyitä aallonpituuksia, joten ne kuumenevat enemmän kuin vaaleampia esineitä, jotka heijastavat enemmän valoa. Tämä periaate on perustavanlaatuinen monissa tieteellisissä ja teknologisissa sovelluksissa.

Olet tuntenut sen, olet nähnyt sen, mutta mitä todella tapahtuu, kun Light päättää tarttua esineeseen sen sijaan, että pomppisi pois tai kulkea läpi? Koska joku, joka on viettänyt yli 15 vuotta, kiinnittämällä LED -levyjä ja sukeltamalla syvälle siihen, kuinka valo on vuorovaikutuksessa täällä Reddot LED: n biologisten kudosten kanssa, voin kertoa teille, että imeytymisen ymmärtäminen ei ole vain laboratoriotakkien fyysikoille. Se on kallioperä siitä, kuinka meidän punaisen valon terapialaitteet ¹ on suunniteltu toimimaan tehokkaasti, ja se selittää tonnin päivittäisiä ilmiöitä siitä, miksi autosi kojelauta tulee kuuma siihen, kuinka kasvit syövät auringonpaistetta aamiaiseksi. Joten vedämme verho takaisin tähän perusprosessiin.

Mikä on valon imeytymisen merkitys?

Sekoittaa fysiikan žargoni joskus? "Valon imeytyminen" kuulostaa monimutkaiselta, mutta se on jatkuvasti perusvuorovaikutus. Sen ymmärtäminen avaa monia arjen mysteerejä.

Valon imeytyminen tarkoittaa materiaalia, atomia tai molekyyliä, joka "tarttuu" valonergiaan. Kun fotonit (pienet valon hiukkaset) iskevät ainetta, niiden energia voidaan siirtää atomiin tai molekyyleihin, usein jännittäviin elektroneihin tai lisäämään molekyylin tärinää, jotka tunnemme lämpöä. Se ei ole vain valo katoaa; Se on energian muuttuminen. ²

Atomi absorboi fotonia, saaden energiaa.

Kun puhumme valon imeytymisestä, kuvaamme perustavanlaatuista kevyen energian vuorovaikutusta aineen kanssa. Kuvittele valoa pienten energiapakettien virrana, nimeltään fotonit. Kun nämä fotonit osuvat materiaaliin, voi tapahtua muutamia asioita: ne voivat pomppia (heijastus), kulkea läpi (voimansiirto) tai materiaali voi "liottaa ne" – Se on absorptio. ³

Tärkeä: energiansiirto: energiansiirto

Sen ytimessä valon imeytyminen on energiansiirtoprosessi.

• Fotonilla on tietty määrä energiaa, joka riippuu sen aallonpituudesta (tai väristä).

• Absorptiota varten tulevan fotonin energian on yleensä vastattava energiaeroa materiaalin atomien tai molekyylien sisällä. Tämä voi olla energia, jota tarvitaan elektronin lyömiseen korkeammalle energiatasolle tai molekyylien värähtelemiseksi tai pyöriin nopeammin.

Jos materiaalissa ei ole käytettävissä sopivaa energiansiirtoa, joka vastaa fotonin energiaa, kyseinen valon aallonpituus heijastuu todennäköisemmin tai lähetetään. Siksi eri materiaalit absorboivat erilaisia ​​valonvärejä, mikä johtaa näkemämme väreihin!

Mitä tapahtuu absorboitulle energialle?

Kun valoenergia on absorboitu, se ei vain katoa. Se on muutettu muihin muotoihin:

• Kuumeneminen: Yleisimmin absorboitunut energia lisää atomien ja molekyylien kineettistä energiaa, jolloin ne heiluttavat enemmän. Tämä lisääntynyt liike on se, mitä näemme lämpöä. Tuo musta t-paita kuumenee, koska se on erittäin hyvä absorboimaan monia näkyvän valon aallonpituuksia ja muuttamaan kyseisen energian lämpöenergiaksi.

• Kemialliset reaktiot: Joissakin tapauksissa absorboitu valoenergia voi tarjota kemiallisen reaktion käynnistämiseen tarvittavan aktivointienergian. Fotosynteesi on erinomainen esimerkki tässä.

• Valon uudelleenpäästö (fluoresenssi/fosforesenssi): Joskus viritetty elektroni putoaa nopeasti takaisin pienempaan energiatilaansa ja ilmentää fotonia uudelleen, usein pidemmällä aallonpituudella (alhaisempi energia). Tämä on perusta pimeässä tai UV -valossa hehkuville.

Näiden tulosten ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää, etenkin RedDOT-LED: n kaltaisilla aloilla, joissa tarvitsemme tiettyjä aallonpituuksia, jotka absorboivat kohdekudokset haluttujen biologisten vasteiden aloittamiseksi, ei pelkästään epäspesifisen lämmön tuottamiseksi.

Tämä perustavanlaatuinen ymmärrys auttaa meitä suunnittelemaan kaiken tehokkaammasta punaisen valon terapiapaneelit Selittääksesi, miksi jotkut värit ovat parempia kesävaatteisiin kuin toiset!

Mikä on valon adsorptio?

Kuuloiko termi "adsorptio" käytetty valon kanssa? Se kuulostaa kauhistuttavasti samanlaiselta kuin "absorptio", mutta ne ovat oikeastaan ​​aivan erilaisia. Näiden kahden sekoittaminen voi johtaa joihinkin todellisiin väärinkäsityksiin, varsinkin kun puhumme materiaalitieteestä tai jopa edistyneistä kevyistä sovelluksista.

"Valon adsorptio" ei ole vakioterminologia valon energian ottoon ohella materiaali. Adsorptio on pintailmiö, jossa atomit, ionit tai molekyylit kaasusta, nesteestä tai liuenneen kiinteän kiinteän kiinteän kiinteän kiinteän aineen pinnalla. Valaistus imeytyminen , sitä vastoin on, kun itse valoenergia otetaan jhk Suurin osa materiaalista, muuttaen muihin energiamuotoihin.

Adsorptio (pinta) vs. Imeytyminen (irtotavarana).

Näitä kahta on helppo sekoittaa – "Adsorb" ja "absorbointi" ovat vain yksi kirjain toisistaan! Mutta tieteellisesti ne kuvaavat hyvin erilaisia ​​prosesseja. Joku, joka käsittelee kuinka kevyt tunkeutua ja on absorboitunut jstk Hoitokudokset, tämän erottelun saaminen oikein on tärkeää.

Adsorptio vs. Absorptio: Tarina kahdesta 'sorptiosta'

Hajotetaan se. Ajattele "imeytymistä" (a'b ') kuin sieni, joka nauttii vedestä. Vesi (analoginen kevyen energian kanssa) menee jhk Suurin osa sienestä.
"Adsorptio" ('D'), toisaalta, on enemmän kuin pölyn asettuminen pinnalla pöytä. Pölyhiukkaset (analogiset molekyyleille) tarttuvat ulkopuolelle, mutta eivät tule osaksi taulukon sisäistä rakennetta. ⁴

Voiko kevyt vaikuttaa adsorptioprosesseihin?

Kyllä, ehdottomasti! Täältä se voi tulla mielenkiintoiseksi. Vaikka valo itsessään ei tyypillisesti "adsorboitua" tavalla, jolla molekyylit ovat, valo imeytyminen materiaalilla voi olla dramaattisesti vaikuttaa materiaalin kykyyn adsorbi Muut aineet.

• Fotokatalyysi: Upea esimerkki on fotokatalyysi, kuten titaanidioksidilla (TiO₂). Kun Tio₂ imeytyä UV -valo, se tulee virran ja voi sitten helpottaa sen pinnalla olevien epäpuhtauksien adsorptiota ja sitä seuraavaa hajoamista. ⁵ Tässä valon imeytyminen johtaa pintaaktiivisuuteen, joka johtaa molekyylin adsorptioon ja reaktioon.

Entä "fotonin adsorptio"?

Kvanttifysiikassa saatat toisinaan kohdata ilmaisun, jossa yksittäiset fotonit kuvataan "adsorboituneeksi" atomilla viritystapahtuman aikana. Tämä on kvanttimekaaninen kuvaus absorptioprosessista hiukkastasolla. Kuitenkin yleisesti optiikassa ja materiaalitieteessä, kun puhumme valon energiasta, joka on ottanut huomioon materiaalin, "absorptio" ('B') on oikea ja vakiotermi. On tärkeää käyttää oikeaa terminologiaa sekaannuksen välttämiseksi, varsinkin jos etsit erikoistuneita tuotteita tai tutkimusta, jossa nämä erottelut ovat tärkeitä.

Joten vaikka "valon adsorptio" ei ole valon energian ottojen menetelmä, valon vuorovaikutuksen ymmärtäminen imeytyminen materiaalien ja heidän adsorptio Muiden molekyylien kohdalla on avainasemassa monissa edistyneissä sovelluksissa ympäristöpuhdistuksesta itsepuhdistuvien pintojen luomiseen.

Mitkä ovat esimerkkejä valon imeytymisestä?

Löydät abstraktin fysiikan käsitteet hieman vaikeaksi peittää? Älä huoli, et ole yksin! Todellisen maailman esimerkit tekevät valon imeytymisestä paljon helpompaa tarttua. Totuus on, että tämä prosessi tapahtuu ympärilläsi, joka sekunti.

Esimerkkejä ovat musta asfalttitie, joka tulee polttavan kuumana auringon alla, vihreät kasvit, jotka käyttävät auringonvaloa fotosynteesiin, omat silmäsi absorboivat valoa näkökyvyn mahdollistamiseksi tai erikoistuneet laitteet, kuten aurinkopaneelit, jotka muuttavat auringonvalon sähköksi. Jopa meidän RedDot LED -hoitolaitteet ⁶ luottaa tiettyyn imeytymiseen ihon avulla.

Kun alat etsiä sitä, näet valon imeytymisen kaikkialla. Se ei ole vain jonkinlainen epäselvä tieteellinen periaate; Se on liikkeellepaneva voima, miten maailma toimii.

Luonnon aurinkovoima: fotosynteesi

Tämä on luultavasti tärkein esimerkki valon imeytymisestä maan päällä.

• Kasvit, levät ja jotkut bakteerit sisältävät pigmenttejä, tunnetuimmin klorofylliä (mikä tekee kasveista vihreäksi).

• Klorofylli on poikkeuksellisen hyvä absorboi valoa spektrin sinisissä ja punaisissa osissa ⁷ (ja heijastavat vihreää, minkä vuoksi kasvit näyttävät vihreiltä).

• Tätä absorboitua kevyen energiaa käytetään sitten hiilidioksidin ja veden muuntamiseen glukoosiksi (sokeri, ts. Kasvin ruoka) ja happea. Se on valoenergian suora muuntaminen kemialliseksi energiaksi, kaikki imeytymisen ansiosta.

Jokapäiväinen lämmittely: Miksi pimeät asiat kuuma

Tiedät tämän kokemuksesta:

• Tummat vaatteet/esineet: Musta T-paita, tummanvärinen auto tai asfalttitie imee suurimman osan sitä lyövistä näkyvistä valon aallonpituuksista. Tämä absorboitunut energia muunnetaan pääasiassa lämmöksi, mikä saa esineen tuntemaan olonsa kuumaksi. ²

• Kevyet vaatteet/esineet: Valkoinen T-paita, sitä vastoin heijastaa näkyvimpiä valon aallonpituuksia, absorboi hyvin vähän. Siksi se pysyy paljon viileämmänä.

Näön ihme

Kykysi lukea tämä lause on valon imeytymisen ansiosta!

• Silmäsi sisältävät verkkokalvon erikoistuneita soluja, joita kutsutaan valoreseptorisoluiksi (sauvat ja kartiot).

• Nämä solut sisältävät valoherkät pigmentit (kuten rodopsiini sauvoissa), jotka absorboivat valofotoneja.

• Kun nämä pigmentit absorboivat valoa, ne muuttavat muotoa, laukaisevat kemiallisen kaskadin, joka tuottaa aivoillesi lähetetyn hermoimpulssin, joka sitten tulkitsee sitä visiona. ⁸ Eri pigmentit imevät erilaisia ​​aallonpituuksia, jolloin voimme nähdä värejä.

Teknologian valjaus imeytyminen

Ihmiset ovat saaneet melko hyvin myös valon imeytymistä:

• Aurinkopaneelit (aurinkosähkö): Aurinkokennot on valmistettu puolijohdemateriaaleista (kuten pii), jotka on suunniteltu absorboimaan auringonvaloa. Kun fotonit absorboivat, ne voivat koputtaa elektronit löysäksi, jolloin saadaan sähkövirta. ⁹

• Aurinkoeneräiset keräilijät: Nämä käyttävät usein mustia pintoja auringonvalon imeytymiseen ja muun muuntamiseen suoraan lämmöksi, jota voidaan sitten käyttää veden tai ilman lämmittämiseen.

• Kevythoito (fotobiomodulaatio): Tämä on leipä ja voi Reddot LED: ssä. Laitteet kuten meidän Punaisen valonterapian naamiot tai koko kehon paneelit on suunniteltu lähettämään tietyt punaisen tai lähi-infrapunavalon aallonpituudet. Nämä aallonpituudet absorboivat ensisijaisesti soluissamme olevat komponentit (kuten mitokondriot). Tämä absorboitu valonergia voi sitten stimuloida soluprosesseja, edistää paranemista, vähentää tulehduksia ja tarjota muita terapeuttisia etuja. Avain on kohdennettu absorptio – Oikean valon saaminen oikeaan paikkaan imeytymään tehokkaasti.

Näiden esimerkkien ymmärtäminen osoittaa, kuinka perustavanlaatuinen ja monipuolinen valon imeytyminen todella on.

Missä prosessissa valo absorboituu?

Joten tiedämme mitä valon imeytyminen tarkoittaa, mutta miten ja jossa Onko tämä ratkaiseva energiansiirto todella tapahtua? Valo imeytyy koko joukkoon prosesseja, muodostaen usein ensimmäisen askeleen, joka tekee kaiken muun mahdolliseksi.

Valo absorboituu prosesseissa, joissa sen energiaa tarvitaan muutoksen ajamiseksi. Tähän sisältyy fotosynteesi (kasvit, jotka muuttavat valoa kemialliseksi energiaksi), ihmisen näköksi (verkkokalvon solut, jotka absorboivat fotoneja signaalien luomiseksi), aurinkoenergian keräämisen (valopostin muuttaminen valaiseksi sähköksi) ja terapeuttisia sovelluksia, joissa biologiset kudokset absorboivat tiettyjä aallonpituuksia soluvasteiden laukaisemiseksi.

Valon imeytyminen ei ole vain satunnainen tapahtuma; Se on usein erittäin erityinen ja tärkeä ensimmäinen askel ketjureaktiossa. Absorboituneen valon energia voi aloittaa fysikaaliset muutokset, kemialliset reaktiot tai biologiset vasteet.

Quantum Leap: Elektronien heräte

Tämä on atomi- ja molekyylitasolla perusteellisin prosessi.

• Kun fotoni, jolla on oikea energia määrä (atomin tai molekyylin tiettyjen energiakuilun sovittaminen), se voi aiheuttaa elektronin hyppäämisen alemmasta energiatasolta (maatilasta) korkeammalle energiatasolle (viritetty tila). ²

• Tämä innostunut tila on usein väliaikainen. Elektroni palaa lopulta perustilaansa vapauttaen absorboituneen energian eri tavoin (lämpö, ​​valopäästö tai siirtämällä se toiseen molekyyliin).

• Prosessit: Tämä taustalla on visio (verkkokalvon pigmentit), tietyntyyppisiä aurinkokennoja, ja on alkuvaihe, kuinka ihon kromoforit absorboivat valoa aikana kevythoito .

Molekyylisäätimet: Muutos kuumuudeksi

Kuten aiemmin mainittiin, valon imeytymisen hyvin yleinen tulos on valon energian muuntaminen lämpöenergiaksi.

• Imeytyneet fotonit voivat lisätä materiaalin molekyylien värähtely- ja pyörimisenergiaa.

• Tämä lisääntynyt molekyyliliike ilmenee lämpötilan nousuna.

• Prosessit: Siksi tummat pinnat kuumenevat auringossa, kuinka mikroaaltouunit ovat lämmönruoka (vaikka mikroaaltouunit ovat pidempiä aallonpituuksia kuin näkyvä valo, molekyylin värähtelyyn johtavan absorptioperiaate on samanlainen), ja se on tekijä joidenkin valonhoitojen lämpenemisvaikutuksessa.

Kemiallisen muutoksen ajaminen: fotokemia

Absorboitu valonergia voi tarjota kemiallisten reaktioiden toteuttamiseen tarvittavan aktivointienergian.

• Fotosynteesi: Klorofyllin absorboima valo ajaa kemialliset reaktiot, jotka muuttavat co₂ ja veden glukoosiksi. ⁷

• Valonhajoaminen: UV -valon imeytyminen voi hajottaa muoveja ja väriaineita aiheuttaen niiden haalistumisen tai hauran.

• D -vitamiinisynteesi: Ihomme imeytymä UV-B-valo muuntaa edeltäjän kemikaalin D-vitamiiniksi.

• Fotomedicine: Monet lääketieteelliset hoidot, mukaan lukien fotodynaaminen terapia syöpään tai tietyille iho -olosuhteille, luottavat valoherkistävään lääkkeeseen, joka annettaessa absorboivat erityiset valon aallonpituudet aktivoitumaan ja vaikuttamaan terapeuttiseen vaikutukseen (esim. Tuhoavat kohdennetut solut). Tämä on hienostunut kohdennetun valon imeytymisen soveltaminen, kenttä, jonka me RedDOT LED -kellolla on erittäin kiinnostavaa, koska sillä on periaatteita omien fotobiomodulaatiotekniikoidemme kanssa.

Näiden monimuotoisten prosessien ymmärtäminen korostaa, kuinka keskeinen valon imeytyminen on, mikä toimii lukemattomien ilmiöiden laukaisuna, jotka muovaavat maailmaa ja käyttämiemme tekniikoita.

Johtopäätös

Joten valon imeytyminen ei ole vain jonkin verran epäselvä termi tutkijoille; Se on perustavanlaatuinen prosessi, joka tekee elämästä, visiosta ja jopa lämpimistä turvaistuimistasi mahdollista. Siitä, kuinka kasvit menestyvät siihen, kuinka edistyneestä tekniikasta, kuten RedDOT -LED -laitteemme, tarjoavat kohdennettuja terapiaa, ymmärtäminen, että se antaa meille mahdollisuuden.

Viitteet: