المواد التي تمتص وتعكس الطاقة الشمسية

كل مادة تمتص وتعكس بعض الطاقة الشمسية. ومع ذلك ، فإن بعض المواد تمتص أكثر بكثير مما تعكس ، والعكس صحيح. تعتمد كمية الطاقة الشمسية التي ستمتصها المادة أو تنعكس على عدد من الخصائص الفيزيائية. تميل المواد الكثيفة إلى امتصاص طاقة شمسية أكثر من المواد الأقل كثافة. يؤثر اللون والطلاء أيضًا على كمية الطاقة الشمسية التي يمكن أن يمتصها الجسم أو يعكسها.

مع زيادة كثافة المادة ، تزداد أيضًا قدرتها على امتصاص الطاقة الشمسية. على سبيل المثال ، تمتص المواد الكثيفة ، مثل الطوب اللبن والخرسانة والطوب ، كمية كبيرة من الطاقة الشمسية. المواد الأقل كثافة ، مثل الستايروفوم وبعض الأخشاب ، لا تمتص قدرًا كبيرًا من الطاقة الشمسية. قد تختلف هذه الخصائص وفقًا لطلاء المادة. على سبيل المثال ، إذا تم طلاء مادة كثيفة مثل الخرسانة بطبقة عاكسة للغاية ، فلن تمتص قدرًا كبيرًا من الطاقة.

تصلنا الطاقة الشمسية بأطوال موجية مختلفة. تشكل الأطوال الموجية المختلفة المرتبطة بالضوء المرئي ألوانًا مختلفة لقوس قزح. عندما نرى لون مادة ما ، فإننا نرى انعكاس ذلك الطول الموجي للضوء. على سبيل المثال ، تعكس المادة الزرقاء الضوء الأزرق. تعكس المواد البيضاء كمية كبيرة من الضوء المرئي. المواد السوداء تمتص كمية كبيرة من الضوء المرئي. لذلك ، تمتص المواد الداكنة طاقة شمسية أكثر من المواد الفاتحة.

عندما تمتص مادة ما الطاقة الشمسية ، تنتقل الطاقة إلى ذرات تلك المادة. في النهاية ، يتم إطلاق هذه المادة كحرارة. اعتمادًا على خصائص المادة ، يمكن أن تحدث هذه العملية بسرعات وشدة مختلفة. على سبيل المثال ، ستطلق الخرسانة الحرارة ببطء ، في حين أن قطعة معدنية قد تشع الحرارة بسرعة بعد امتصاصها. يرتبط الاختلاف في انبعاث الحرارة بالاختلاف في التوصيل الحراري للمواد. يقوم المعدن بتوصيل الحرارة بسهولة أكبر من الخرسانة. لذلك ، سوف تنتشر الحرارة عبر المعدن أسرع مما تنتشر عبر الخرسانة.

يمكننا استخدام المعرفة بخصائص المواد من أجل بناء أجهزة ومباني وتقنيات أخرى فعالة. على سبيل المثال ، تعتبر خصائص المواد المتعلقة بالانبعاثات الحرارية مفيدة للغاية في بناء الهياكل الشمسية السلبية. في المبنى الشمسي السلبي ، من المهم استخدام مادة تخزن الطاقة الشمسية في النهار وتنبعث منها ببطء خلال الليل. في تصميم المبنى ، تسمى هذه الخاصية "الكتلة الحرارية" للمادة.