أسباب تسرب المياه من الثلاجة

الالكترونيات الضوئية

مع تطور علم الإلكترونيات تم تصنيع الكثير من العناصر الإلكترونية التي تعمل بالضوء، وبهذا أصبح الضوء أحد العناصر الرئيسية لكثير من التطبيقات العملية، ومن ميزات الدارات الإلكترونية التي تعمل بالضوء سهولة في البناء والتشغيل ودقة أكثر في عمليات التحكم في كثير من التطبيقات بالإضافة إلى التكلفة القليلة .

الضوء

إن كل الخواص المعروفة للضوء تم تحديدها بدلالة تجارب مخبرية ، مثل انتشار الضوء بخطوط مستقيمة وانعكاسه وانكساره ، وانبعاثه من المصادر الضوئية .
والضرورة هنا تقتضي وجوب بيان مسألتين على درجة الأهمية تتعلق بالإجابة عن الاستفسار الجوهري هنا وهو :

هل يمتلك الضوء طبيعة موجية أم طبيعة كمية (جسمية) ؟

وحقيقة الأمر أن للضوء طبيعة موجية وأخرى كمية تظهر كل منهما أثناء التجارب العملية ، أي أن الضوء يمتلك هاتين الطبيعتين معا .

النظرية الضوئية Light Wave Theory

لقد فسرت هذه النظرية كثيرا من الظواهر الهامة كالحيود والتداخل وفي مثل هذه الظروف يظهر الضوء على شكل موجات.

النظرية الكمية Light quantum Theory

فسرت هذه النظرية كثيرا من الظواهر ذات الأهمية التي لا تقل عن الظواهر التي فسرتها النظرية الضوئية مثل انبعاث الضوء من الذرات والظاهرة الكهروضوئية التي فيها انبعاث الإلكترونات من سطح موصل عندما تسقط عليه أشعة ضوئية، على أساس أن الضوء ينبعث من المصدر على شكل دفعات من الطاقة سميت بالفوتونات.

الطيف المرئي

لقد أثبت العالم ماكسويل أن الضوء المرئي ( الطيف المرئي) هو جزء من الأمواج الكهرومغناطيسية التي تتكون من مجالين أحدهما كهربائي والآخر مغناطيسي وكلا المجالان متعامدان ويتذبذبان بزوايا عمودية على اتجاه حركة الموجة وينتشران في الفضاء بسرعة ثابتة ( الموجة المستوية) .

طيف الأمواج الكهرومغناطيسية Electromagnetic Spectrum

 طيف الأمواج الكهرومغناطيسية

يوضح الشكل السابق طيف الأمواج الكهرومغناطيسية، ويتبين أن نهايتي هذا الطيف ليستا مغلقتان، وهذه إشارة إلى أن الموجات الكهرومغناطيسية ليس لها نهاية قصوى أو صغرى ، إن بعض أجزاء هذا الطيف قد وضع عليه أسماء بعض الأمواج المشهورة مثل أشعة جاما Gamma Ray وأشعة إكس X-ray والأشعة فوق البنفسجية Ultraviolet Rays والأشعة المرئيةVisible light Rays والأشعة تحت الحمراء Infrared Rays والأمواج المايكروية (الدقيقة) Microwave Rays والأشعة الراديويةRadio Wave Rays و الأشعة الكونية Cosmic Rays و غير ذلك، وهي تمثل المدى الموجي الذي يمكننا أن نحصل من خلاله على مثل تلك الأمواج .

خصائص الضوء

الضوء عبارة عن حزم محددة من الطاقة يطلق عليها الفوتونات Photons وتعتمد الطاقة الكامنة للفوتونات على تردد الضوء ويعبر عنه بالمعادلة التالية:

E=hF حيث أن

E عبارة عن الطاقة الكامنة في الفوتون

h هو التردد بالهرتز

F ثابت بلانك وقيمته بالجول ثانية 


ونلاحظ من المعادلة السابقة ان العلاقة بين الطاقة الضوئية والتردد علاقة طردية بمعنى أنه عندما يزيد التردد تزداد الطاقة الضوئية والعكس صحيح.

وهناك بعض المفاهيم الهامة التي من المفترض معرفتها وهي:

الطول الموجي: وحدة قياسه هي الانجستروم وتساوي ويمكن الحصول على الطول الموجي من خلال المعادلة التالية:


حيث أن

  هي الطول الموجي بالمتر

C هي سرعة الضوء

F هي التردد

ويعبر عن الطول الموجي بالانجستروم A⁰

حيث أن



كمية الضوء: و تقاس كمية الضوء بالليومن Lumen ويرمز له بالرمز Lm

شدة الضوءFc: هي كمية الطاقة الساقطة على مساحة محددة ووحداتها ليومين / م ² أو Lm/ m ² أوwatt. m ²

الالكترونيات الضوئية

الإلكترونيات الضوئية "Optoelectronics" (تسمى أيضًا optronics ) هي تقنية الأجهزة الإلكترونية التي تتفاعل مع الضوء ، والتي قد تكون في المنطقة الطيفية المرئية أو تحت الحمراء أو فوق البنفسجية. ويطلق اسم الالكترونيات الضوئية على عدد كبير من العناصر الحساسة للضوء وللإشعاعات الأخرى وخلايا الانبعاث الضوئي هي خلايا مشعة للضوء وإشعاعات أخرى قريبة من الإشعاعات المرئية.

من أمثلة الأجهزة الإلكترونية الضوئية:

• ثنائيات الليزر"laser diodes" ، الثنائيات فائقة الإضاءة والصمامات الباعثة للضوء (LED) .
• أجهزة الكشف الضوئية photodetectors (مثل الثنائيات الضوئية وأجهزة الترانزستورات الضوئية) .
• كاشفات التصوير imaging detectors ، تعتمد على مستشعرات الصور الإلكترونية "image sensors"
• المُعدِّلات الكهروضوئية"electro-optic modulators" ، تُستخدم لمعالجة الطاقة أو الطور أو استقطاب الضوء بإشارة تحكم كهربائية
• معدلات الامتصاص الكهربائي " electroabsorption modulators"
• عوازل بصرية"opto-isolators" لنقل الإشارات التناظرية أو الرقمية مع الحفاظ على العزل الكهربائي
• الدوائر الضوئية المتكاملة"photonic integrated circuits" ، التي تستضيف مكونات كهربائية وبصرية على نوع من الرقائقchip.
• كواشف ضوئية "photoemissive detectors " مثل الأنابيب الضوئية والمضاعفات الضوئية ، وكذلك مكثفات الصورة"image intensifiers".

خصائص العناصر الضوئية الالكترونية 

هي مكونات تزيد توصيلتها بزيادة شدة الضوء الساقط عليها وتنقسم إلى:

• عناصر ضوئية غير فعالة :وهى تلك العناصر التي تزيد توصيلتها بزيادة الضوء الساقط عليها مثل المقاومة الضوئية  والموحدات الضوئية والترانزستورات الضوئية.
• عناصر ضوئية فعالة :وهى العناصر التي تقوم بتحويل الطاقة الضوئية المسلطة عليها إلى طاقة كهربائية مثل الخلية الضوئية.

أنواع العناصر الضوئية

 تنقسم العناصر الضوئية إلى قسمين هما:

• عناصر ذات وصلة ثنائية :مثل الموحدات الضوئية والخلية الضوئية والترانزستورات الضوئية
• عناصر بدون وصلة: مثل المقاومة الضوئية

خاتمه
تُستخدم الأجهزة الإلكترونية الضوئية في مجموعة متنوعة من مجالات التطبيق ، مثل اتصالات الألياف الضوئية وتكنولوجيا الليزر وجميع أنواع المقاييس البصرية، وتعتمد الإلكترونيات الضوئية إلى حد كبير على مواد أشباه الموصلات.

مصادر 

كتاب الالكترونيات الصناعية المنهج الفلسطيني.
Optoelectronics