當(dāng)今光的利用與展望

劉立謙

摘要：光與空氣一樣，是生活和工作中不可缺少的部分。在當(dāng)今社會(huì)科技高速發(fā)展的今天，人們更加深刻意識到光的作用，尤其是天然光的作用，能夠?yàn)槿藗兲峁┍憷?，還可實(shí)現(xiàn)資源的重復(fù)使用，增強(qiáng)人們的環(huán)保意識，在推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著越來越不可忽視的作用?；诖?，文章論述了光的利用并展望了光的利用趨勢。

關(guān)鍵詞：光能利用；光傳播；天然光；光伏發(fā)電；太陽能 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TN20 文章編號：1009-2374（2016）35-0101-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.35.049

萬物生長都需要陽光，越來越多的人意識到陽光的重要作用，在各個(gè)領(lǐng)域中都已經(jīng)開始充分運(yùn)用光。同時(shí)，陽光在調(diào)節(jié)人的心理和生理上都發(fā)揮了積極的作用，在保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源中也起到了重要的作用。所以，人們希望最大程度上運(yùn)用光，促使光能夠充分發(fā)揮作用，進(jìn)而滿足人類生活和工作的需要。雖然人們在利用光的過程中遇到很多問題，但是依然沒有停止對光的探索和運(yùn)用。

1 初步了解光的性能和作用

光是可見的，是人類眼睛能夠看到的一種電磁波。從科學(xué)角度上來講：光代表著全部電磁波普。在上小學(xué)時(shí)，就知道了所有生物的成長都需要借助太陽的能量，太陽通過光傳播將能量傳遞給生物，促進(jìn)生物的生長。在初中階段時(shí)，學(xué)習(xí)了很多光學(xué)知識，如三棱鏡、光的反射、光的折射等。在邁入高中校門后，學(xué)習(xí)了波粒二象性、光電效應(yīng)方程等知識，通過深入的、系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，對光有著進(jìn)一步的認(rèn)識，也對光知識產(chǎn)生了更加濃厚的興趣。我們都知道，不管是工作，還是日常生活都離不開光。但結(jié)合實(shí)際情況而言，人類大多數(shù)活動(dòng)都是在室內(nèi)展開的，所以創(chuàng)造出良好的、合理的室內(nèi)環(huán)境是很重要的。從視功能角度上來講，天然光與人工光對比而言，前者更有助于提高視度，也就是人們的眼睛在天然光環(huán)境中，比在人工照明環(huán)境中，其舒適感更強(qiáng)。所以，為了提高人們在室內(nèi)學(xué)習(xí)和工作效率，在有限的條件下讓人們感受更多的舒適感，應(yīng)更合理地運(yùn)用天然光。同時(shí)，有關(guān)調(diào)查研究表明，天然光在調(diào)節(jié)人的生理和心理功能上也起到了積極的作用。眾所周知，日照光中的紫外線、紅外線都有著很強(qiáng)的作用，可殺菌，促進(jìn)人體的新陳代謝。光能夠?qū)⑵淠芰窟M(jìn)行傳遞，并且隨著光能的產(chǎn)生而發(fā)生不同形式的變化。特別是光在現(xiàn)代科技的開發(fā)與利用環(huán)境下，光可以隨著變化而將某種現(xiàn)象轉(zhuǎn)變成為信息進(jìn)行傳遞。此外，光的能量傳遞是通過光波攜帶的光源的能量，將這些所攜帶的能量以物質(zhì)進(jìn)行接觸，再將光源能量深層次地傳遞給被接觸的物質(zhì)。比如：在太陽能的使用過程中，就是利用玻璃內(nèi)部與其他物質(zhì)內(nèi)部化學(xué)空間，陽光將其光源所攜帶的能量傳遞到了玻璃內(nèi)部中。由于玻璃的消耗量非常小，從而可以有效地對其能量進(jìn)行合理地利用。

2 結(jié)合日常生活了解光知識

光與我們的日常生活有著更加緊密的聯(lián)系。例如：隨著人們物質(zhì)生活水平的提升，越來越多的人開始向著高品質(zhì)的生活，人們越來越注重美容。比如：在美容行業(yè)中，科技研發(fā)人員開發(fā)出來CO2激光治療技術(shù)。這種技術(shù)能夠更好地改變?nèi)梭w面部色素痣，還可以治療復(fù)發(fā)性較強(qiáng)的扁平疣等皮膚疾病。隨著人們對各色光的研究，美容行業(yè)研發(fā)出了以脈沖Q開關(guān)Nd-YAG激光器，也就是通常人們所說的光子嫩膚美容。這種技術(shù)就是利用強(qiáng)脈沖光對人體組織細(xì)胞進(jìn)行強(qiáng)光壓，實(shí)現(xiàn)對皮膚的改善。此外，光在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越多。比如：He-Ne激光器。這種利用光的醫(yī)學(xué)儀器，被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)治療中。利用He-Ne激光器對局部進(jìn)行光的照射，能夠促進(jìn)人體組織蛋白合成加快，從而增加其組織中糖原含量，有效促進(jìn)了膠元再生。此外，其醫(yī)療技術(shù)還能夠促進(jìn)人體皮膚中的核糖核酸活性增加，能夠更好地促進(jìn)傷口的愈合，達(dá)到修復(fù)皮膚及消炎的治療目的。

除了在日常生活中光具有治療功能之外，隨著對光的研究的深化，與我們?nèi)粘Ｉ盥?lián)系最緊密的應(yīng)該是光纖接入技術(shù)。其技術(shù)能夠?yàn)槲覀兊男畔鬏斕峁?qiáng)大支持，實(shí)現(xiàn)信息傳遞的高速化。在光纖接入技術(shù)中，主要是以FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的應(yīng)用形式，其能夠?yàn)橛脩籼峁┤饨尤?，也就是通常我們在使用寬帶時(shí)不再受到帶寬的限制。就當(dāng)前我國的光纖接入技術(shù)來分析，主要為寬帶用戶提供了FE以及GE兩種服務(wù)，不僅滿足了企業(yè)用戶的需求，同時(shí)也是個(gè)人用戶最為理想的接入方式。

3 利用和展望光

第一，對人類來講，光與空氣一樣，是不能缺少的。在人類社會(huì)的快速發(fā)展下，幾乎每項(xiàng)工作都需要在室內(nèi)完成，室內(nèi)一般是運(yùn)用熒光燈，有關(guān)研究結(jié)果表明，太陽光刺激對人體帶來了很大的益處。一位著名的光專家提出：人類的祖先長時(shí)間的在室外運(yùn)動(dòng)，接觸光時(shí)間很長，尤其是接受的是自然光照射，在這樣的情況下，形成人體很多生理功能。但在現(xiàn)代生活中，人們工作都在室內(nèi)進(jìn)行，逃離了自然光，自然會(huì)誘發(fā)很多疾病。人們長時(shí)間在自然光中生活，對自然光自然有著很強(qiáng)的適應(yīng)力，視覺效果也會(huì)不斷提高。在調(diào)查光資料中發(fā)現(xiàn)：在自然光條件下，自然光視覺與人工光視覺對比，其前者的靈敏度要高于后者很多。當(dāng)前，我國市場上很多燈光源都有不足之處，以白熾燈為例，由于紅外光譜已超過發(fā)光總光譜的70%，全色光平衡不穩(wěn)定，色溫有些低，導(dǎo)致電能出現(xiàn)大幅度的浪費(fèi)，也影響著人們的健康和視力。在普通日光燈中，含有太多的紫外光成分，導(dǎo)致光源質(zhì)量不是很好，因此在日常生活和學(xué)習(xí)中，并不建議使用普通日光燈，條件允許的情況下，還是運(yùn)用自然光，更有助于人們的身心健康。

第二，自然光隨處可見，同時(shí)也是一項(xiàng)用不完的自然資源。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國每一年都要花費(fèi)巨資清除常規(guī)能源空氣污染，但人們使用自然光就能減輕這些問題。所以，充分運(yùn)用自然光，不但可以節(jié)約人工照明用電，也更加符合環(huán)保理念要求。

第三，生物生長需要陽光。太陽光系全光譜的輻射，既可以促使人們機(jī)體中產(chǎn)生很多種營養(yǎng)物質(zhì)，也可以帶給人們心理上很強(qiáng)的舒適感，促進(jìn)人體的健康。同時(shí)，自然光對消除室內(nèi)霉氣、殺菌等具有積極的作用。雖然是一名高中生，人生觀、世界觀還不是很健全，但我深信在未來人們利用光的領(lǐng)域會(huì)越來越多，可能會(huì)在如下六個(gè)方面上有重大突破：（1）運(yùn)用光導(dǎo)纖維工作原理，研究出傳輸光的路線，實(shí)現(xiàn)收集光、釋放光的系統(tǒng)，在此系統(tǒng)的作用下，在白天任何一個(gè)時(shí)刻都能接受太陽光照明，既節(jié)約了能源，也有助于人們身體健康，愉悅?cè)藗兊纳硇模唬?）隨著科學(xué)技術(shù)的提高，光伏發(fā)電效率會(huì)得到明顯的提高，當(dāng)前光伏發(fā)電效率雖然不到20%，但是在大幅度的提高后，光伏電站發(fā)電量會(huì)得以大程度的提高，不可再生能源利用率自然會(huì)下降，這正好契合了節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的理念；（3）各個(gè)城市房屋建設(shè)都應(yīng)結(jié)合光能原理，集發(fā)電、換氣、采暖等功能于一身。結(jié)合實(shí)際情況，利用好樓房外的面積，其外部面積可布置上采光板，在利用蓄電池、樓房高差等技術(shù)來存儲電能，方便人們的日常使用；（4）太陽能汽車的實(shí)現(xiàn)。未來所生產(chǎn)的汽車都有可能安裝上收集太陽能裝置，汽車發(fā)動(dòng)依靠太陽能，不但環(huán)保，而且節(jié)約成本。在新時(shí)代的今天，太陽能汽車只是人們的一個(gè)想法，但我想在人們逐漸重視光的作用下，太陽能汽車在不久的將來一定會(huì)實(shí)現(xiàn)；（5）在人們?nèi)粘９ぷ骱蛯W(xué)習(xí)過程中，自然光與人工照明等對比，自然光有著更好的視覺效果。有關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在統(tǒng)一考試中，將學(xué)生分別置于日光照明室內(nèi)與人工照明室內(nèi)進(jìn)行考試，其日光照明室內(nèi)的學(xué)生考試成績要比人工照明室內(nèi)學(xué)生成績高出很多?？梢娙展庹彰鹘淌覂?nèi)，學(xué)生視力更加清晰，心情更加愉快，有利于考取好的成績；（6）自然光可以很好地顯示顏色，有著百分百顯色性質(zhì)。特別是在設(shè)計(jì)和美術(shù)中發(fā)揮著重要的作用，有關(guān)科學(xué)研究結(jié)果表明，雖然人工照明能夠滿足我們?nèi)粘５恼彰餍枨螅菨M足不了我們內(nèi)心的需求。自然光照明的充分運(yùn)用，不但能夠提高工作質(zhì)量，而且也能讓生活環(huán)境更加舒適健康。

4 結(jié)語

綜上所述，無論在哪個(gè)時(shí)代，自然光都是人類生活和工作必不可少的元素，人們會(huì)在各行各業(yè)充分運(yùn)用自然光。特別是在科技高速發(fā)展的今天，人們已經(jīng)深入了解到光對自身心理和生理的影響。所以，充分運(yùn)用自然光，創(chuàng)造出良好的、愉悅的生活和工作環(huán)境，這是全人類的共同追求。作為一名高中生，光還有很多屬性沒有認(rèn)識到，想要更加深入地了解光、研究光，這需要自身不斷學(xué)習(xí)，始終保持著對光知識探索的心，在研究中、探索中學(xué)習(xí)更多的光知識，希望將來有能力為人類開發(fā)光、運(yùn)用光做出自己的貢獻(xiàn)。

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（責(zé)任編輯：王 波）