光,包围着我们,一睁开眼睛就见到它,一时一刻也离不开它。光是我们的亲密朋友!然而,对这位朋友,我们了解多少呢?其实,经常见面的东西,却不一定真正认识它。对于光,就是这样……
光,是美好的象征,幸福的象征,希望的象征;光,给人以信心,给人以力量,给人以激情,给人以欢乐……
早晨,一轮红日划破黑暗,从东方冉冉升起,驱散浓雾,给大地送来了光明。人们踏着万道金光,愉快地走向工厂,走向田野,走向机关,走向学校。
晚上,星月象宝石嵌满天宇,各式各样的灯似繁花撒落大地。工人在机床床头灯前加工零件,农民在白炽灯光下编筐编篓。街道上一串串路灯不辞辛苦地陪伴着行人,十字路口红绿信号灯牵动着车水马龙,大海上航标灯指引着万吨巨轮,剧院、商店的霓虹灯招徕观众和顾客。
节日之夜,神奇的激光束在天幕上交相照射,编织出各种形状的图样;璀璨的礼花腾空升起,似百鸟朝凤,如葡萄满园……照亮了长街、广场,照亮了人们的心房,人们纵情起舞,放声歌唱,还有什么比这更美好的吗?
音乐厅和歌舞坛,灯光闪烁,若明若暗,若行若定,变幻无穷。那动人心弦的乐曲、歌声,在灯光辉映的烘托之下,更加令人深思,令人神往,令人玩味,令人赞叹!
我们生活在一个奇光异彩的世界里!
光,一提起它,我们首先想到的是太阳。太阳给我们带来光明和温暖,太阳给大地带来生机。如果没有太阳,没有阳光,我们这个地球温度就要降到零下270℃以下,现在这样光明、温暖、生气勃勃的地球,就会变成一个黑暗、冰冷、死气沉沉的世界,人类和一切生命都将销声匿迹。
追根朔源,地球原来并没有生命,经过亿万年之久,在阳光的照射下,地球开始形成有机物质,而在环境条件适宜的地方出现了生命的基础物质核酸和蛋白质,并逐渐形成了某些生物。这些生物适应生存发展的需要,经过漫长岁月的进化,产生了光合作用功能,从而利用太阳光能制造生命的有机物质,进行新陈代谢。
植物吸收了空气中的二氧化碳和土壤中的水以及其它物质,在阳光照射下进行光合作用,将二氧化碳和水等无机物质合成为有机物质,不断成长壮大。一些植物是动物的饲料,而某些食草动物又是另一些食肉动物的食物,因此,这些动物,食草的和食肉的,也都离不开光合作用,也就是说,动物的生存离不开阳光。
人类的食物,五谷、蔬菜和水果,鸡鸭鱼肉和禽蛋,哪一样不是间接地来自光合作用,哪一样不是由太阳供给?也可以说,人类的食物,就是阳光罐头食品。
人类的生活离不开阳光,人类的生产活动也离不开阳光。阳光不仅提供了光明、温暖的环境条件,而且还是人类一切活动的基本能源。
煤炭是做饭、取暖、生产和发电所需要的重要燃料,也是很重要的化工原料,可以提炼和制造多种药品、炸药和香料。然而,煤炭却是由靠太阳辐射能而生长起来的森林,在千百万年前地壳变迁中被埋藏到地下而形成的。
石油是工业、农业、交通和国防的“血液”,因为各行各业所用的汽油、柴油、沥青和润滑油都是从石油中提炼出来的。然而,石油的来源是古代动物的遗体,由于在千百万年前地壳变迁中被埋藏到地下才变化而成的。如前所述,动物以植物为生,那末,这些石油不也来自太阳光能吗?
一句话,煤也好,石油也好,还有天然气和沼气,它们所含的能量,都是植物通过光合作用而将太阳辐射能储存了起来,它们是“黑色太阳能罐头”,或称为“化石燃料”。
在太阳光能的作用下,江河湖海及大地中的水分不断蒸发,到高空遇冷而凝结成云;云中水珠不断增大,就通过雨、雪、霜、雹返回到地球上。降到大地上的水,渗入田野供植物生长需要;汇流成江河而奔入大海,从大地带去各种物质供鱼类和海底植物享用;江河可以用来发展渔业和水运,其水力又可以转化为电能。
在太阳光热能的作用下,有的地方受热多,气温升高,有的地方受热少,气温较低,因而引起空气流动而形成风。风力可以使帆船快行,可以推水磨旋转,还可以发电用于生产和照明。
在太阳光热能的作用下,海水既因地理纬度高低不同而有差异,又随水层的深度不同而产生温差。通常,海水表层与深层的温差可达15~25℃。海水温差可以利用来发电(即海洋温差发电)。此外,还可以利用海水流动(如寒流和暖流),象利用风力推动风车那样,利用海浪和海流冲击水轮机来带动发电机发电。
太阳光能的利用,除了“黑、白罐头”之外,目前对直接收集阳光而转换成其它形式的能量加以利用,越来越受到人们的重视。一种是将太阳辐射光能转换成热能,用于取暖、烘干、蒸馏、海水淡化、废水净化、产生动力及发电等。例如,采用凹形抛物镜面太阳灶使阳光聚焦于一处,获得高温,用来做饭和烧水;或者采用扁盒式或管板式集热器,让阳光直射到易于吸热的黑色槽形或管形板上,水从中流过而被加热,用来淋浴和洗衣服等;还可以将太阳能集聚起来,用于发电。另一种是将太阳辐射光能转换成电能,利用硅晶体或非晶体制成太阳能电池。例如,人造卫星、海上浮标和灯塔、雷达通讯和无线电中继站等就可以靠太阳能来发电。再一种是将太阳辐射能直接转化成化学能,就是模拟植物的光合作用,人工控制进行光能向化学能的转换。
太阳以其光辐射将能量源源不断地送到大地上来。太阳用它的“光扫帚”扫尽残雪,融开冰河,送来了温暖的春天,处处鸟语花香,呈现一派生气勃勃的景象。然后,太阳渐渐向北移来,给大地的热量越来越多,夏季到了,阳光似火,而庄稼及其它植物猛长起来。随后,太阳又渐渐向南移去,进入了凉风习习的秋天,花草枯萎了,树叶剥落了,庄稼成熟了。继而,太阳离我们更远了,大地又进入了冬季,寒风呼啸,雪花纷飞,大地银装素裹……寒来暑往,就是这样,春夏秋冬,年复一年地循环着。为什么能够如此呢?原来,地球是绕着太阳转的,转一周为1年,在这个过程中,太阳光并不是直射在地球上某一固定地段上,而是往复于地球的北纬23.5°和南纬23.5°之间,因而形成了四季。同时,地球表面各处所得到的太阳辐射热能,由赤道到两极,随着纬度的增高而逐渐减少,形成了五个自然气候带。由于地理纬度、地形地势各方面的差异,接受的太阳辐射的不同,才形成了世界各地多种姿态的自然景色。
太阳究竟是何物?它那不尽的光能由何而来呢?
太阳是一个巨大的炽热气体火球。太阳的直径为1,392,530公里,是地球直径的109.3倍;太阳的质量为1.989×1027吨,是地球质量的333,400倍;太阳的体积为1.4122×1012立方公里,约等于地球体积的130万倍,也就是说,如果太阳是个空心的球体,则可装进去130万个地球。这个巨大的炽热气体火球的温度异常高,它的表面是一片沸腾的火海,温度可高达到6000℃。它的中心温度则更高,约1300万~1500万度;而且中心密度很大,1立方厘米为160克,相当于水银密度的12倍;内部压力相当于3000亿个大气压。在这样的高温、高压、高密度的条件下,内部主要物质氢、氦、碳、氮等化学元素分离为电子和原子核,而原子核还可以分离成带正电荷的质子和不带电荷的中子。原子核受到质子和中子等高能粒子的轰击,就发生转变,即由一种元素转变为另一种元素,并将其蕴藏的能量部分地释放出来,这种转变过程称之为热核反应。太阳的能量来源,正是这种热核反应过程的结果——构成太阳的主要化学元素氢,经过热核反应而蜕变为氦,其反应正象巨大的氢弹爆炸一样,而且这个热核反应每时每刻都在进行着,同时向四面八方宇宙空间放射出惊人的热能来——每秒钟放射出80亿亿卡!
太阳及其它恒星自己能发光,而月亮和许多别的星星,看上去很亮,但它们自己却不发光。我们习惯上将自己能发光的物体叫做发光体,物理学上则称之为光源。通常,光源分为两类:天然光源和人造光源。太阳,是我们最熟悉的巨大的天然光源,而各种各样的灯则是人造光源。