LYSENDE KROPPER: EGENSKAPER OG HVORDAN DE GENERERER SITT EGET LYS - FYSISK - 2026

En lysende kropp kalles enhver naturlig eller unaturlig gjenstand som avgir sitt eget lys, dette er den delen av det elektromagnetiske spekteret som er synlig av menneskelige øyne. Det motsatte av en lysende gjenstand er en ikke-lysende gjenstand.

Ikke-lysende gjenstander er synlige fordi de blir belyst av lyset som sendes ut fra lysende gjenstander. Ikke-lysende kropper kalles også opplyste kropper, selv om de ikke alltid er i den tilstanden.

Sola, en lysende kropp som lyser opp himmelen og havet. Kilde: pixabay

Lysende objekter er primære kilder til lys siden de avgir det, mens ikke-lysende objekter er sekundære lyskilder fordi de reflekterer den som er produsert av førstnevnte.

Eksempler på lysende og ikke-lysende kropper

Lysende gjenstander

Det er gjenstander i naturen som er i stand til å avgi lys. Disse inkluderer:

- Sol.

- Stjernene.

- Selvlysende insekter, for eksempel ildfluer og andre.

- Strålene.

- Aurora borealis eller nordlys.

Følgende er menneskeskapte lysende gjenstander:

- Glødelamper eller pærer.

- Flammen til et stearinlys.

- Lysrør.

- LED lys.

- Skjermen på en mobiltelefon.

Ikke-lysende gjenstander

I naturen er det mange objekter som ikke avgir lys av seg selv, men som kan lyses opp:

- Månen, som reflekterer sollyset.

- Planetene og satellittene deres, som også reflekterer sollyset.

- Trær, fjell, dyr reflekterer himmelens og solens lys.

- Den blå himmelen og skyene. De er synlige på grunn av spredning av sollys.

Den kunstige lysende kroppspæren som lyser opp nettene våre. Kilde: pixabay

Kjennetegn på lysende kropper og deres lys

Det viktigste kjennetegn ved lysende kropper er at lyset vi kan se dem med blir produsert av selve objektet.

Vi kan se mennesker og gjenstander takket være lyset som avgis av lysende kropper, enten det er naturlig eller kunstig. Og også fordi naturen har gitt oss synets organer.

I mangel av lysende kropper er det umulig å se alt som omgir oss. Hvis du noen gang har opplevd total mørke, vet du viktigheten av lysende kropper.

Det vil si at uten lys er det ingen visjon. Menneskets og dyrets syn er samspillet mellom lyset som avgis av lysende kropper og det som reflekteres av ikke-lysende kropper med lyssensorene våre i øyet og hjernen vår, der bildet endelig blir konstruert og tolket.

Visjon er mulig fordi lyset som blir utsendt eller reflektert av objekter beveger seg gjennom rommet og når øynene våre.

fotoner

Et foton er den minste mengden lys som en lysende kropp kan avgi. Fotoner sendes ut av atomer fra lysende kropper og reflekteres eller spres av ikke-lysende.

Visjon er bare mulig når noen av disse fotonene, utsendt, spredt eller reflektert, når øynene våre, der de produserer en elektronisk eksitasjon i endene av synsnerven som fører en elektrisk puls til hjernen.

Hvordan genererer lysende kropper lys?

Fotonene sendes ut av atomene i lysende legemer når de har blitt begeistret på en slik måte at elektronene fra atomomgangene går til tilstander med høyere energi, som senere forfaller til tilstander med lavere energi med den resulterende utslipp av fotoner.

Hver kropp, hvis temperaturen økes, blir en lysemitter. Et metallstykke ved romtemperatur er en ikke-lysende kropp, men ved 1000 grader er det en lysende kropp, fordi elektroner opptar høyere nivåer og når de forfaller til lavere nivåer avgir de fotoner i området for det synlige spekteret.

Dette er hva som skjer på atomnivå med alle lysende kropper, det være seg solen, et stearinlysflamme, glødetråden til en glødepære, atomene i det lysstoffpulveret i den energisparende lyspæren eller atomene i LED-dioden, som er den siste kunstige lys kroppen.

Det som varierer fra sak til sak, er eksitasjonsmekanismen for at elektronene går til atomenivåer med høyere energi og deretter forfall og avgir fotoner.

Alt vi ser er fortiden

Visjonen er ikke øyeblikkelig, siden lyset beveger seg med en endelig hastighet. Lysets hastighet i luft og i et vakuum er i størrelsesorden 300 tusen kilometer i sekundet.

Det tar 8 minutter og 19 sekunder å komme frem til øynene våre fotoner av lys som forlater solens overflate. Og fotonene som er gitt ut av Alpha Centauri, vår nærmeste stjerne, tar 4,37 år å nå øynene våre hvis vi ser på himmelen.

Fotonene som vi kan se med det blotte øye eller gjennom et teleskop i Andromeda-galaksen, nærmest vår egen, vil ha kommet derfra for 2,5 millioner år siden.

Selv når vi ser månen, ser vi en gammel måne, fordi det vi ser på er et bilde fra 1,26 sekunder siden. Og bildet av spillerne i et fotballspill som vi ser på tribunen 300 meter fra spillerne, er et gammelt bilde en milliondel av et sekund tidligere.

Lys dualitet

I henhold til de mest aksepterte teoriene er lys en elektromagnetisk bølge, i likhet med radiobølger, mikrobølger som maten tilberedes med, mikrobølger fra mobiltelefoner, røntgenstråler og ultrafiolett stråling.

Imidlertid er lys en bølge, men det består også av partikler som kalles fotoner, som vi tidligere har sagt. Lys har denne doble oppførselen, som i fysikken er kjent som bølgepartikkeldualitet.

Alle de forskjellige elektromagnetiske bølgene varierer i bølgelengde. Den delen av det elektromagnetiske spekteret som det menneskelige øyet er i stand til å oppfatte, kalles det synlige spekteret.

Det synlige spekteret tilsvarer et smalt område av det elektromagnetiske spekteret mellom 0,390 mikron og 0,750 mikron. Dette er den karakteristiske størrelsen på en protosoan (amøbe eller paramecium).

Under det synlige spekteret, i bølgelengde, har vi ultrafiolett stråling hvis bølgelengde er sammenlignbar med størrelsen på organiske molekyler.

Og over det synlige spekteret er infrarød stråling, hvis størrelse kan sammenlignes med tuppen av en nål. På spissen av denne nålen kan 10 til 100 protozoer passe, det vil si 10 til 100 bølgelengder av det synlige spekteret.

I kontrast har mikrobølger bølgelengder mellom centimeter og meter. Radiobølger har lengder fra hundrevis av meter til tusenvis av meter. Røntgenstråler har bølgelengder som kan sammenlignes med størrelsen på et atom, mens gammastråler har bølgelengder som kan sammenlignes med atomkjernen.

Farger og synlig spekter

Det synlige spekteret inkluderer forskjellige farger som kan skilles i en regnbue, eller i sollys spredt på et glassprisme. Hver farge har en bølgelengde som kan uttrykkes i nanometer, som er en milliondels millimeter.

Lysspekteret og dets bølgelengder i nanometer (nm), fra høyeste til laveste, er som følger:

- Rød. Mellom 618 og 780 nm.

- Oransje. Mellom 581 og 618 nm.

- Gul. Mellom 570 og 581 nm.

- Grønn. Mellom 497 og 570 nm.

- Cyan. Mellom 476 og 497 nm.

- Blå. Mellom 427 og 476 nm.

- Fiolett. Mellom 380 og 427 nm.

Den lysende svarte kroppen, energi og fart

Lys har energi og fart. Hver farge i det synlige spekteret tilsvarer fotoner med forskjellig energi og ulikt momentum eller momentum. Dette ble kjent takket være pionerene innen kvantefysikk som Max Planck, Albert Einstein og Louis De Broglie.

Max Planck oppdaget at lysenergi kommer i pakker eller kvanta, hvis energi E er målt i Joules og er lik produktet av en grunnleggende naturkonstant kjent som Plancks konstant, som er betegnet med bokstaven h og frekvensen f i Hertz.

E = h ∙ f

Denne oppdagelsen ble gjort av Planck for å forklare strålingsspekteret til et lysende legeme, som bare avgir stråling, men ikke reflekterer noen, kjent som det "svarte legemet" og hvis emisjonsspekter endres i henhold til temperaturen.

Plancks konstant er h = 6,62 × 10 ^ -34 J * s.

Men det var Albert Einstein som uten tvil bekreftet at lys var fotoner med energi gitt i henhold til Plancks formel, som den eneste måten å forklare et fenomen kjent som den fotoelektriske effekten, der et materiale opplyst med lys avgir elektroner. Det var for dette arbeidet Einstein mottok Nobelprisen.

Men fotonen har, som hver partikkel, og til tross for at den ikke har masse, en drivkraft eller momentum gitt av et forhold som Louis De Broglie har oppdaget i rammen av bølgepartikkel dualiteten til foton- og kvanteobjektene.

Relasjonen de Broglie uttaler at fotonets momentum p er lik kvotienten til Plancks konstante h og bølgelengden λ til fotonet.

P = h / λ

Fargen rød har en bølgelengde på 618 × 10 ^ -9 m og en frekvens på 4,9 x 10 ^ 14 Hz, så energien til et foton er 3,2 × 10 ^ -19J og dens momentum er 1,0 × 10 ^ -27 kg * m / s.

I den andre enden av det synlige spekteret er fiolett med en bølgelengde på 400 × 10 ^ -9 m og en frekvens på 7,5 x 10 ^ 14 Hz, så energien til et foton er 4,9 × 10 ^ -19J og dens fart er 1,7 × 10 ^ -27 kg * m / s. Fra disse beregningene konkluderer vi at fiolett har mer energi og mer fart enn rødt.

referanser

1. Tippens, P. 2011. Fysikk: begreper og applikasjoner. 7. utgave. Mac Graw Hill. 262-282.
2. Wikipedia. Synlig spektrum. Gjenopprettet fra wikipedia.com
3. Wikipedia. Elektromagnetisk spektrum. Gjenopprettet fra wikipedia.com
4. Wikipedia. Lyskilde. Gjenopprettet fra wikipedia.com
5. Wikibooks. Fysikk, optikk, lysets natur. Gjenopprettet fra: es.wikibooks.org