Американские физики обнаружили ранее не изученное, но при этом очень мощное взаимодействие света с веществом. Оно открывает путь к принципиально новому типу солнечных батарей без полупроводников.
Специалисты из университета Мичигана (U-M) установили, что при определённых условиях световое поле может генерировать в материале магнитные эффекты в 100 миллионов раз более сильные, чем ожидалось ранее.
Свет, как известно, обладает электрической и магнитной составляющей. До сих пор учёные считали, что эффекты от магнитного поля настолько слабы, что их можно игнорировать. Но выяснилось, что при интенсивности излучения в 10 миллионов ватт на квадратный сантиметр магнитная компонента способна порождать силы, эквивалентные мощному электрическому эффекту, информирует Gizmag.
«Можно смотреть на уравнения движения весь день, и вы не увидите эту возможность, — говорит один из авторов исследования Стивен Рэнд (Stephen Rand). — Мы все учили, что этого не произойдёт. Это очень странное взаимодействие. Вот почему оно игнорировалась на протяжении более чем 100 лет».
По словам физиков, речь идёт о ранее неизвестной разновидности оптического выпрямления (optical rectification).
Магнитная составляющая световых волн вызывает в прозрачном диэлектрике (вроде стекла) С-образные колебания электронов. Это движение формирует магнитные и электрические диполи. А они, при правильных условиях, уже способны разделять заряды и генерировать напряжение.
Конечно, интенсивность света, при которой наблюдается эффект, очень высока. Но, во-первых, учёные уже ищут материалы, которые демонстрировали бы подобное явление при меньшей яркости лучей, а во-вторых, тот же солнечный свет вполне можно сжимать зеркалами.
При этом принципиально важно, что падающий свет в прозрачном материале практически не поглощается, и захватываемая энергия переходит не в тепло, а в магнитный момент. Авторы опыта считают, что преобразователь нового типа (они называют его оптической батареей) почти не будет нагреваться в интенсивном потоке света.
Нынешним летом учёные намерены продемонстрировать на практике выработку тока новым методом сначала при воздействии лазера, а позднее и солнечного света. Физики посчитали, что, подобрав подходящий материал, можно получить от оптической батареи КПД в 10%. Это не очень много, но зато такая фотоэлектрическая панель окажется гораздо дешевле всех предшественниц, да ещё и несложной в массовом производстве.
Университет занялся патентованием новой технологии. А детали уже проведённой работы раскрывает статья в Applied Physics и пресс-релиз университета.
сравните «не будет нагреваться» и «кпд 10%». А остальные 90% куда?
если проходят насквозь, то просто ставим еще 10 слоев и получим 99% кпд !фантастика! Вернее фантазия.
скорее всего греться будет и хорошо.
Но ребята нащупали интересный эффект, надо подумать над этим.
и стекло будет необычное.
Хотя Александр закон сохранения импульса действительно отменяет, не совсем понятно почему.
Энергия фотона определяется как E = h*v, импуль фотона определяется как P = h*v/c. В свою очередь, v — это частота излучения. Следовательно, при изменении частоты эл. излучения меняется и импульс фотона, т.к. импульс фотона зависит от частоты.
Давление — это сила, действующая на единицу площади поверхности, а сила равна изменению импульса, отнесённому ко времени этого изменения. Так что имеет отношение самым прямым способом.
А вот при поглощении фотона его энергия переходит в энергию колебаний атомов решетки зеркала. Зеркало греется. При этом зеркало получает импульс hv/c.
Поэтому зеркальный парус вдвое эффективней черного паруса — при той же плотности мощности падающего потока давление будет в два раза выше. При этом зеркальный парус греться не будет.
Закон сохранения импульса выполняется в обоих случаях, но в одном зеркало греется, а в другом — нет.
Про ватты — да, пока необходимая концентрация огромная, но если снизят ещё раз в 10 или 100 — вполне реально так свет сжимать зеркалами, линзами Френеля или ещё как-то.
Тогда свет должен быть определенной длины волны, поскольку сложно подобрать материал, прозрачный для большого диапазона длин волн, в крайнем случае необходимо будет отсекать хотя бы ИК диапазон. Кстати об используемом лазере в статье вроде бы ни слова?
При комнатной мемпературе она испаряется но очень медленно, но при 100 С вода начинай испарятся в сотни раз быстрее
Сразу бы и все домыслы самоустранились. Только наука наша теперь в такой нищете пребывает, что пожалуй эксперимент слишком грандиозен будет, не потянуть.
Что такое это «попутное излучение»? Что за кракозябра? И куда она дует?Сразу станет очевидным(!). Но вы же ещё ничего не доказали, откуда тогда очевидность? Вам бы даже школьник двойку поставил за такую логику.
Если бы вы понимали, я бы вам описал процесс излучения фотона например атомом или какой либо распадом частиц, где черным по белому и на приборном уровне определено, что при излучении фотона сохраняется количесвто движения. Следите за мыслью? Сохраняется!
А это и есть реактивное движение, Ньютон Вы наш.
Идите, придумывайте Ваше математический аппарат.
Эфир абсолютно изотропен, так что вы все правильно написали.
ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%B7%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%A5%D0%BE%D0%BA%D0%B8%D0%BD%D0%B3%D0%B0
в мире многое возможно, привязывать все на взаимодействие с эфиром несколько бессмысленно.
Но если электрические заряды в стекле появляются и могут перемещаться направленно, при том, что определенная поляризация света отсутствует, значит большую роль играет анизотропия кристаллической решетки. Это о «правильных условиях».
При рассуждениях о потребности в большой мощности излучения можно сказать, что ее могут потребовать два процесса:
1. Образование достаточного количества свободных носителей в слабопоглощающем стекле;
2. Создание магнитной поляризации атомов достаточной интенсивности при существующей температуре кристалла, для того чтобы появился «дальний магнитный порядок», нечто подобное достижения «точки Кюри», но при этом речь пожалуй может идти только о «квазитемпературах».
Интересная борьба по усилению совместного воздействия двух исчезающе малых процессов, а перспективы могут быть неплохими.
возможно это близкий по природе эффект только с другой стороны температурной шкалы.
При сверхнизких температурах — получаем падение сопротивления до нуля, а при большом градиенте температуры электронов, а я подозреваю что дело именно в этом и именно для этого делается фокусировка, получим генерацию тока.
Интересно чем определяется направление генерации?
единственное что я могу придумать это наблюдать отдельный атом который излучает отдельный фотон в определенном направлении и смотреть какой импульс этот атом приобрел. (может быть можно наблюдать импульс кристалла твердотельного импульсного лазера во время излучения, но все же там тоже есть отражающие элементы)
Трудно с неучами.
То ли не тому вас учили, то ли вы это не так делали.
Импульс фотона проявляется в эффекте Комптона.
А эффект Комптона — сдвиг частоты фотона при его рассеянии на свободном электроне. Поглотить фотон свободный электрон не может. Поэтому происходит упругое столкновение, в котором фотон отдает часть энергии электрону, в результате чего изменяется его частота. Причем обмен энергии происходит, как показывает эксперимент, в строгом соответствии с законами сохранения энергии и импульса. А импульс фотона из эксперимента получается hk, что опять же соответствует теории.
«зато такая фотоэлектрическая панель окажется гораздо дешевле всех предшественниц, да ещё и несложной в массовом производстве» нафиг панель хачу систему фокусировки «гораздо дешевле всех предшественниц» )))))))))
Не передёргивайте. Там ещё сказано, что они намерены подобрать материалы, которые покажут аналогичный эффект при меньшей концентрации света. Пока это только исследование принципа.
Эти теории эфира-кефира хороши когда кушать хочь и нужно развести на то в чем ни кто не понимает. Вся эта философия проста можно есть хлеб с маслом, а можно только масло или хлеб. Для тех кто не понял свет и тепло и плюс электомагнетизм это как бутерброд с которого вы чтобы поесть пытаетесь выделить один компонент а остальное в мусор поэтому чурками я и называю таких ученых. Основная задача науки должна быть сосредоточена на разработке преобразователях (конверторах энергии) и тогда к примеру тепловая энергия будте только в радость. Комплексные решения есть только используются хило либо, стоят не мерено, а все по тому что нужны инженеры которые понимали бы толк и в химии, физике и экономимке причем не узкой специализации а в широкой. В узкой специализации тоже должны быть а кто же конверторы будет усовершенсвовать, но всё побочное тоже можно кушать(масло -это побочный продукт молока, при том что толко идиоты могут остатки молока сливать в канализацию) так почему ученые сливают тепло в атмосферу?