當今光的利用與展望

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。在當今社會科技高速發展的今天，人們更加深刻意識到光的作用，尤其是天然光的作用，能夠為人們提供便利，還可實現資源的重復使用，增強人們的環保意識，在推動社會經濟發展中發揮著越來越不可忽視的作用。基于此，文章論述了光的利用并展望了光的利用趨勢。

關鍵詞：光能利用；光傳播；天然光；光伏發電；太陽能 文獻標識碼：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，在各個領域中都已經開始充分運用光。同時，陽光在調節人的心理和生理上都發揮了積極的作用，在保護環境和節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用光，促使光能夠充分發揮作用，進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。從科學角度上來講：光代表著全部電磁波普。在上小學時，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，促進生物的生長。在初中階段時，學習了很多光學知識，如三棱鏡、光的反射、光的折射等。在邁入高中校門后，學習了波粒二象性、光電效應方程等知識，通過深入的、系統的學習，對光有著進一步的認識，也對光知識產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。但結合實際情況而言，人類大多數活動都是在室內展開的，所以創造出良好的、合理的室內環境是很重要的。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境中，比在人工照明環境中，其舒適感更強。所以，為了提高人們在室內學習和工作效率，在有限的條件下讓人們感受更多的舒適感，應更合理地運用天然光。同時，有關調查研究表明，天然光在調節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、紅外線都有著很強的作用，可殺菌，促進人體的新陳代謝。光能夠將其能量進行傳遞，并且隨著光能的產生而發生不同形式的變化。特別是光在現代科技的開發與利用環境下，光可以隨著變化而將某種現象轉變成為信息進行傳遞。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進行接觸，再將光源能量深層次地傳遞給被接觸的物質。比如：在太陽能的使用過程中，就是利用玻璃內部與其他物質內部化學空間，陽光將其光源所攜帶的能量傳遞到了玻璃內部中。由于玻璃的消耗量非常小，從而可以有效地對其能量進行合理地利用。

2 結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系。例如：隨著人們物質生活水平的提升，越來越多的人開始向著高品質的生活，人們越來越注重美容。比如：在美容行業中，科技研發人員開發出來CO2激光治療技術。這種技術能夠更好地改變人體面部色素痣，還可以治療復發性較強的扁平疣等皮膚疾病。隨著人們對各色光的研究，美容行業研發出了以脈沖Q開關Nd-YAG激光器，也就是通常人們所說的光子嫩膚美容。這種技術就是利用強脈沖光對人體組織細胞進行強光壓，實現對皮膚的改善。此外，光在醫學領域的應用也越來越多。比如：He-Ne激光器。這種利用光的醫學儀器，被應用于醫學治療中。利用He-Ne激光器對局部進行光的照射，能夠促進人體組織蛋白合成加快，從而增加其組織中糖原含量，有效促進了膠元再生。此外，其醫療技術還能夠促進人體皮膚中的核糖核酸活性增加，能夠更好地促進傷口的愈合，達到修復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，與我們日常生活聯系最緊密的應該是光纖接入技術。其技術能夠為我們的信息傳輸提供強大支持，實現信息傳遞的高速化。在光纖接入技術中，主要是以FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的應用形式，其能夠為用戶提供全光接入，也就是通常我們在使用寬帶時不再受到帶寬的限制。就當前我國的光纖接入技術來分析，主要為寬帶用戶提供了FE以及GE兩種服務，不僅滿足了企業用戶的需求，同時也是個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。在人類社會的快速發展下，幾乎每項工作都需要在室內完成，室內一般是運用熒光燈，有關研究結果表明，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：人類的祖先長時間的在室外運動，接觸光時間很長，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。但在現代生活中，人們工作都在室內進行，逃離了自然光，自然會誘發很多疾病。人們長時間在自然光中生活，對自然光自然有著很強的適應力，視覺效果也會不斷提高。在調查光資料中發現：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光總光譜的70%，全色光平衡不穩定，色溫有些低，導致電能出現大幅度的浪費，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，導致光源質量不是很好，因此在日常生活和學習中，并不建議使用普通日光燈，條件允許的情況下，還是運用自然光，更有助于人們的身心健康。

第二，自然光隨處可見，同時也是一項用不完的自然資源。據不完全統計，我國每一年都要花費巨資清除常規能源空氣污染，但人們使用自然光就能減輕這些問題。所以，充分運用自然光，不但可以節約人工照明用電，也更加符合環保理念要求。

第三，生物生長需要陽光。太陽光系全光譜的輻射，既可以促使人們機體中產生很多種營養物質，也可以帶給人們心理上很強的舒適感，促進人體的健康。同時，自然光對消除室內霉氣、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域會越來越多，可能會在如下六個方面上有重大突破：（1）運用光導纖維工作原理，研究出傳輸光的路線，實現收集光、釋放光的系統，在此系統的作用下，在白天任何一個時刻都能接受太陽光照明，既節約了能源，也有助于人們身體健康，愉悅人們的身心；（2）隨著科學技術的提高，光伏發電效率會得到明顯的提高，當前光伏發電效率雖然不到20%，但是在大幅度的提高后，光伏電站發電量會得以大程度的提高，不可再生能源利用率自然會下降，這正好契合了節約資源和保護環境的理念；（3）各個城市房屋建設都應結合光能原理，集發電、換氣、采暖等功能于一身。結合實際情況，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、樓房高差等技術來存儲電能，方便人們的日常使用；（4）太陽能汽車的實現。未來所生產的汽車都有可能安裝上收集太陽能裝置，汽車發動依靠太陽能，不但環保，而且節約成本。在新時代的今天，太陽能汽車只是人們的一個想法，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實現；（5）在人們日常工作和學習過程中，自然光與人工照明等對比，自然光有著更好的視覺效果。有關實驗結果表明，在統一考試中，將學生分別置于日光照明室內與人工照明室內進行考試，其日光照明室內的學生考試成績要比人工照明室內學生成績高出很多。可見日光照明教室內，學生視力更加清晰，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。特別是在設計和美術中發揮著重要的作用，有關科學研究結果表明，雖然人工照明能夠滿足我們日常的照明需求，但是滿足不了我們內心的需求。自然光照明的充分運用，不但能夠提高工作質量，而且也能讓生活環境更加舒適健康。

4 結語

綜上所述，無論在哪個時代，自然光都是人類生活和工作必不可少的元素，人們會在各行各業充分運用自然光。特別是在科技高速發展的今天，人們已經深入了解到光對自身心理和生理的影響。所以，充分運用自然光，創造出良好的、愉悅的生活和工作環境，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識到，想要更加深入地了解光、研究光，這需要自身不斷學習，始終保持著對光知識探索的心，在研究中、探索中學習更多的光知識，希望將來有能力為人類開發光、運用光做出自己的貢獻。

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（責任編輯：王 波）