Жарық энергиясын электр энергиясына түрлендіру әдісі

Қазіргі уақытта адамзат қоғамының энергия қажеттілігін шамамен 80%-ын қазып шығарылатын жер асты байлықтары болған мұнай, көмір, газ энергиялары арқылы қанағаттантырылады. Әрбір мемлекет экономикасы ғылыми-техникасы және өндіріс салаларының қуаттылығы мемлекеттегі адам басына өндіріп шығарылатын энергияменен бағаланады. Ауыл шаруашылығы, өнеркәсіп, транспорттағы машиналардың пайдалы жұмыс орындауы, жылу механизмдерінің жанар – май ішкі энергиясын механикалық энергияға түрлендіру процессіне негізделінген. Ғалымдар мен мамандардың есептеулері бойынша қазіргі таңда негізгі табиғи энергия көздері болған мұнай газ, таскөмірлердің қорлары ғасырымыздың екінші жартысында толық таусылады. Сондықтан жаңа баламалы қайтымды энергия көздерін жарату бүгінгі күннің өзекті мәселесі болып саналады. Қазіргі энергия қорларын сақтау, бізді қоршаған ортаның экологиясын жақсарту, техниканың жаңа салалары арқылы адамзат өмірінде түбегейлі өзгерістер жасауда баламалы энергия көздерінің рөлі өте үлкен болады. Күн, жел, мұхит және теңіз су толқындары, биомасса, гидростанциялардың энергиялары қайтымды-баламалы энергия көздеріне жатады. Бұлардан біздің регион үшін күн энергиясынан пайдалану ыңғайлы, себебі жасап тұрған территориямыздың географиялық жағдайы бойынша бір жылдың 85%-нан көп уақытында күн сәулесі энергиясынан пайдалану мүмкіншілігі бар. Өмірімізде күн энергиясынан эффективтікті пайдалануды жолға қойып істеп шығу келешекте адамзат үшін энергия проблемасы толық шешілуі мүмкін.

Миллиардтаған жылдар бойы күн әрбір секундта өте үлкен энергия таратуда. Ғалымдардың есептеулері бойынша күн тағыда сонша уақыт өзінің энергия функциясын сақтап қалады. Әрбір секундта бізге күннен 170 миллиард джоуль энергия келіп түседі. Күннің бізге 3-тәулікте жіберетін энергиясы жердегі барлық жанар-май қорларының энергиясына тең. Балхаш көліне түсетін күн энергиясы үлкен гидроэлектронстанцияның істеп шығаратын энергия қуатына эквивалент болады.

Физика пәні эксперименталдық пән болғандықтан, оқу жүйесі политехникалық бағыт бойынша оқытылады, яғни лекция, есеп шешу сабақтарымен бірге лаборатория-тәжірибе сабақтарыменен демонстрациялық көрсетулер білім алу сапасын көтереді. «Сырдария» университеті физика пәнін оқыту жүйесінде жарық энергиясын басқа энергияларға түрлендіруде күн элементері лаборатория-тәжірибе және демонстрациялық сабақтарда қолданылады. Көрсетілген лаборатория – тәжірибе сабақтары энергияның сақталу заңы, электр тогы көздері және қатты денелердің электрлік қасиеттері, жартылай өткізгішті материалдардың технологиясы тақырыптарын түсіндіруге қолданылады. Қазіргі күнде жартылай өткізгішті кремний негізінде жасалынған күн фотоэлементтері энергетика саласында кеңінен қолданылады.

Қазір заман талабына сай педагогиканың жаңа бағытарының бірі күн элементтерін пайдаланып физикадан жаңа лабараториялық приборларды жасау болып саналады, өйткені функциональді (жұмыс істеу) қабілеттері жетерліше қолданылмаған . Осындай аспаптар келесі пікірлер бойынша үлкен қызығушылық танытуда:

1. Күн элементін пайдаланылған зертханалық аспаптарды ток көзінің қажеті болмайды, бұл әсіресе шалғай жердегі электрдің жиі болмауына өте маңызды.
2. Сыртқы электр көздерінің болмауынан, мүндай аспаптарды пайдалану абсолюті қауыпсіз.
3. Олар қолайлы және ықшам, өте сенімді және қажетідігінше ұзақ уақыт пайдаланылуға есептелінген, тасмалдауға қолайлы және оларды зертханалы кабинеттерде ғана емес және де ашық жерлер мен таза ауада да пайдалануға болады.
4. Мұндай аспаптар оқушылардың физика мен техникаға қызығушылығымен шығармашылық ойлау қабілеттерін дамытады. Әрбір оқушы осы аспаптарға сүйене отырып , өзі әртүрлі жұмыстарды ойлап табуы мүмкін.
5. Осындай аспаптар Күн – бұл шексіз энергия көзі екендігін көрнекілейді және анық демонстрациялайды. Осы баламалы энергия көздерін пайдалану оқушылар мен студенттердің білімін қалыптастыруда өте маңызды рөл атқарады.
6. Күн элементі менен әртүрлі жарық филтрлерінің көмегі арқылы, жарық спектрлеріне сипаттама беріледі.
7. Фотоэффект заңдарын зерттеуде күн нұрының табиғаты туралы мағлұматтар алынады.

Төменде кестелерде қуаттары бірдей болған электр лампаларының түрлі түстегі (толқын ұзындығы түрліше) жарық сәулелерінен пайда болған ток күштерінің арақашықтарға байланыс нәтижелері көрсетілген.