Hva er lys?

[ukjentbrukergitt]

jepp, kort og godt, hva er lys?

diskuter!

[SirDrinkAlot]

Elektromagnetisk stråling, består av partikkler kalt fotoner, "bæreren" av den elektromagnetiske kraften. Fotoner er spin 1 partikkler, har 0 masse, og 0 elektrisk ladning.

Energi, hastighet, bølgelengde og frekvens henger sammen på denne måten: E=hf=hc/λ, hvor E er energi, h er plancks konstant, f er frekvens, c er lysets hastighet i vakuum (~300000km/s) og λ er bølgelengden.

 

Hvis det du mener med lys bare er den delen av det elektromagnetiske spekteret vi ser, så er det lys med 380-760nm bølgelengde.

 

Det summerer vel opp det det mest fundamentale.

[bjelleklang]

Kan bare legge til at fotoner være i samme punkt i rommet, mens "masse" ikke kan være det. Dvs at du kan ha så mange fotoner du ønsker på samme sted.

Endret 29. mai 2009 av bjelleklang

[.V.]

http://en.wikipedia.org/wiki/Photon

http://no.wikipedia.org/wiki/Foton

[kyrsjo]

Kan bare legge til at fotoner være i samme punkt i rommet, mens "masse" ikke kan være det. Dvs at du kan ha så mange fotoner du ønsker på samme sted.

 

Ja, men det skyldes ikke at fotonene er masseløse. Partikler kommer i to typer: Bosoner (f.eks. fotoner, gluoner, og W- og Z-bosoner, hvor de siste *definitivt* ikke er masseløse) kan være så mange de vil på samme sted. Disse har heltallig spinn, og følger såkalt "bose-einstein statistikk".

 

Fermioner kan kun være én i hver tilstand (posisjon eller bevegelsesmengde, spinn). De partikklene fast stoff er laget av, dvs. elektroner og kvarker -> protoner er fermioner. Fermioner har halvtallig spinn, og følger såkalt "fermi-statistikk".

[SirDrinkAlot]

Er ikke dette paulis eksklusjonsprinsipp, som f.eks. forklarer hvorfor det er så så mange elektroner i de forskjellige "elektronskallene" osv, men det har da svært lite med lys å gjøre?

[SeaLion]

Er ikke dette paulis eksklusjonsprinsipp, som f.eks. forklarer hvorfor det er så så mange elektroner i de forskjellige "elektronskallene" osv, men det har da svært lite med lys å gjøre?

Ikke direkte, men indirekte. Når et elektron hopper fra et elektronskall til skallet innenfor, så frigjøres verdens minst mulige energipakke, et kvant (som er et annet ord for et foton). Et sånt elektronhopp fra ett skall til det neste kalles et kvantesprang. Et kvantesprang innover i et atom frigjør altså et enkelt foton, en lyspartikkel.

 

Et foton utenfra som treffer et atom fører tilsvarende til at et elektron hopper et skall utover, der er sånn atomer absorberer energien i fotoner. Selve fotonet utslettes i prosessen.

 

All elektromagnetisk stråling består av fotoner, dette inkuderer bl.a varmestråling, mikrøbølger, radiobølger, røntgen, UV-lys og synlig lys. Den eneste forskjellen på ulike typer elektromagnetisk stråling er bølgelengden på "lyset".

[TMB]

Elektromagnetisk stråling, består av partikkler kalt fotoner, "bæreren" av den elektromagnetiske kraften. Fotoner er spin 1 partikkler, har 0 masse, og 0 elektrisk ladning.

Energi, hastighet, bølgelengde og frekvens henger sammen på denne måten: E=hf=hc/λ, hvor E er energi, h er plancks konstant, f er frekvens, c er lysets hastighet i vakuum (~300000km/s) og λ er bølgelengden.

 

Hvis det du mener med lys bare er den delen av det elektromagnetiske spekteret vi ser, så er det lys med 380-760nm bølgelengde.

 

Det summerer vel opp det det mest fundamentale.

Det der forstod jeg mye av :!:

[kyrsjo]

Elektromagnetisk stråling, består av partikkler kalt fotoner, "bæreren" av den elektromagnetiske kraften. Fotoner er spin 1 partikkler, har 0 masse, og 0 elektrisk ladning.

Energi, hastighet, bølgelengde og frekvens henger sammen på denne måten: E=hf=hc/λ, hvor E er energi, h er plancks konstant, f er frekvens, c er lysets hastighet i vakuum (~300000km/s) og λ er bølgelengden.

 

Hvis det du mener med lys bare er den delen av det elektromagnetiske spekteret vi ser, så er det lys med 380-760nm bølgelengde.

 

Det summerer vel opp det det mest fundamentale.

 

Litt enklere forklart - det vi kaller lys, og somregel ser på som bølger (i et elektrisk og magnetisk "felt" - lys sprer seg i feltet omtrent som ringer på vann), kan vi også se på som små "pakker" - fotoner. Så når vi har mye lys, så kan vi enten si at det er høye bølger, eller at det er mange fotoner.

 

Disse fotonene er elementærpartikkler, akkurat som elektroner, kvarker, og mange andre, med den forskjellen at de ikke har masse eller elektrisk ladning (elektronet veier 9.109 3826(16) × 10^−31 kg, og har −1.602 176 53(14) × 10−19 C elektrisk ladning), og at de kan være uendelig mange på ett sted (spinn 0 => boson => følger ikke pauliprinsippet, mens elektroner er spin 1/2 => fermion => følger pauliprinsippet => kan kun være ett på hvert sted).

 

Siden lys har energi (f.eks. du blir varm når du sitter i sola), og man kan se på lys som en haug med fotoner, må hvert foton ha en viss energi. Man kan vise at energien til ett foton henger sammen med bølgeegenskapene til lyset som

, hvor f er frekvensen til lysbølgene, og λ er bølgelengden til lysbølgene. c er lyshastigheten, ca 3*10^8 m/s, og h er planks konstant, som er et bittelite tall som forteller noe om hvor mye energi det er i ett foton etc.

 

Ettersom lys kan sees på som bølger, kan vi ha mange ulike bølgelengder. Vi kan ha veldig lange, trege bølger ("dønninger") - disse kaller vi radiobølger. Eller de kan være litt kortere, og da kaller vi de mikrobølger, ennå kortere infrarødt lys, ennå kortere rødt lys, ennå kortere grønt, ennå kortere blått, ennå kortere ultrafiolett lys, ennå kortere røntgenstråling, og ennå kortere igjen gammastråling.

 

Øyet vårt er kun følsom for det vi kaller rødt, grønt, og blått lys, som har bølgelengder λ ca. 400 - 800 nm (1 nm (nanometer) = 10^-9 meter)

 

Er ikke dette paulis eksklusjonsprinsipp, som f.eks. forklarer hvorfor det er så så mange elektroner i de forskjellige "elektronskallene" osv, men det har da svært lite med lys å gjøre?

Ikke direkte, men indirekte. Når et elektron hopper fra et elektronskall til skallet innenfor, så frigjøres verdens minst mulige energipakke, et kvant (som er et annet ord for et foton). Et sånt elektronhopp fra ett skall til det neste kalles et kvantesprang. Et kvantesprang innover i et atom frigjør altså et enkelt foton, en lyspartikkel.

 

Et foton utenfra som treffer et atom fører tilsvarende til at et elektron hopper et skall utover, der er sånn atomer absorberer energien i fotoner. Selve fotonet utslettes i prosessen.

 

All elektromagnetisk stråling består av fotoner, dette inkuderer bl.a varmestråling, mikrøbølger, radiobølger, røntgen, UV-lys og synlig lys. Den eneste forskjellen på ulike typer elektromagnetisk stråling er bølgelengden på "lyset".

 

Et kvant er ikke "verden minste muige energipakke", det er bare "en energipakke". Det finnes mange typer og størrelser av disse - alt fra bittesmå overganger når spinnet til elektronet i hydrogen går fra å være paralellt med spinnet til kjerna til å peke i motsatt rettning, til det å lage store tunge partikkler so Higgs-bosoner.

[SirDrinkAlot]

Et kvant er ikke "verden minste muige energipakke", det er bare "en energipakke". Det finnes mange typer og størrelser av disse - alt fra bittesmå overganger når spinnet til elektronet i hydrogen går fra å være paralellt med spinnet til kjerna til å peke i motsatt rettning, til det å lage store tunge partikkler so Higgs-bosoner.

Verdens minste energipakke er en kvant, er ikke da en kvant verdens minste energipakke? a=b, b=c, a=c

Jeg skjønte hva du mente, men er ikke det bare semantikk?

Endret 31. mai 2009 av SirDrinkAlot

[GeO]

Vil jo ikke akkurat si det heller. Et gammakvant har f.eks. mye høyere energi enn et lyskvant.

[kyrsjo]

Et kvant er ikke "verden minste muige energipakke", det er bare "en energipakke". Det finnes mange typer og størrelser av disse - alt fra bittesmå overganger når spinnet til elektronet i hydrogen går fra å være paralellt med spinnet til kjerna til å peke i motsatt rettning, til det å lage store tunge partikkler so Higgs-bosoner.

Verdens minste energipakke er en kvant, er ikke da en kvant verdens minste energipakke? a=b, b=c, a=c

Jeg skjønte hva du mente, men er ikke det bare semantikk?

 

Nei, du kan godt ha at A => B uten at B => A. F.eks. kan du ha at flytur => reise, men du har ikke at reise => flytur (du kan f.eks. ha tatt toget).

 

I tilfelle kvanter, så er en kvant bare et navn på resultatet av en diskré tilstandsforandring - ordet er avledet av kvantesprang, som betyr at noe (stort sett et nano/pikoskala system) har forandret seg i ett diskret steg (hoppet direkte fra en tilstand til en annen, istedet for å bevege seg kontinuerlig via "mellomtilstander"). Substantivet "ett kvant" er noe som har oppstått i ett diskret steg - fotonet går fra å ikke eksistere til å eksistere i ett diskret steg, det er ingen mellomtilstand hvor du har et halvt foton eller liknende.

[SeaLion]

@ kyrsjo (som jeg stoler mer på enn de fleste på dette området):

Okei, så det er størrelsen på kvantespranget som avgjør hva slags foton som oppstår, har jeg forstått det rett? Er det disse ulike størrelsene på kvantesprangene som avgjør lysets frekvens/bølgelengde også?

[SirDrinkAlot]

kyrsjo: Betyr det at det ikke finnes noen minste mulige "energipakke" og man kan lage dem vilkårlig små? Isåfall har jeg lært noe nytt i dag.

 

Edit: Kanskje jeg skulle ha vært mer presis i mitt forige innlegg:

∀a:∀b:∀c:<a=b∧b=c>⊃<a=c>

Endret 31. mai 2009 av SirDrinkAlot

[Maelwedd]

Når det er snakk om at et elektron detter ned et skall og gir fra seg et foton, så er det størrelsen på det spranget som avgjør frekvensen til det utsendte lyset, jfr. E = h f . Bølgelengden til det utsendte lyset avhenger i tillegg av hvilket medie det er i. Høyere brytningsindeks fører til mindre bølgelengder.

[SeaLion]

Coooolt! Jeg har lært noe nytt i dag.

[kyrsjo]

@ kyrsjo (som jeg stoler mer på enn de fleste på dette området):

Okei, så det er størrelsen på kvantespranget som avgjør hva slags foton som oppstår, har jeg forstått det rett? Er det disse ulike størrelsene på kvantesprangene som avgjør lysets frekvens/bølgelengde også?

 

Ja

 

kyrsjo: Betyr det at det ikke finnes noen minste mulige "energipakke" og man kan lage dem vilkårlig små? Isåfall har jeg lært noe nytt i dag.

 

Edit: Kanskje jeg skulle ha vært mer presis i mitt forige innlegg:

∀a:∀b:∀c:<a=b∧b=c>⊃<a=c>

 

Så vidt jeg vet, ja. Men du trenger en eller annen slags overgang som er bitteliten.

[Reeve]

Litt enklere forklart - det vi kaller lys, og somregel ser på som bølger (i et elektrisk og magnetisk "felt" - lys sprer seg i feltet omtrent som ringer på vann), kan vi også se på som små "pakker" - fotoner. Så når vi har mye lys, så kan vi enten si at det er høye bølger, eller at det er mange fotoner.

 

Er du sikker på det? Jeg syntes i hvertfall det høres rart ut at for eksempel like mye lys med samme frekvens kan se forskjellig ut. Jeg trodde at alt lys i grunn hadde samme amplitude, og at det var frekvensen (E = hf) som bestemte energien. Altså, det eneste jeg ser som bestemmer hvor "sterkt" et lys ser ut, er mengden fotoner. Høyere frekvens gjør jo selvsagt at lyset forandrer seg, for eksempel går utenfor det synlige spekteret for oss mennesker.

[TechTiger]

 

Han tenker vel på bølgelengde (lamda). Som i bunn og grunn styres av frekvens ettersom c er en konstant (lyshastigheten). Men det styrer lys-spekteret og ikke styrke.

 

Forøvrig er interferens veldig fasinerende.

Endret 1. juni 2009 av TechTiger

[kyrsjo]

Litt enklere forklart - det vi kaller lys, og somregel ser på som bølger (i et elektrisk og magnetisk "felt" - lys sprer seg i feltet omtrent som ringer på vann), kan vi også se på som små "pakker" - fotoner. Så når vi har mye lys, så kan vi enten si at det er høye bølger, eller at det er mange fotoner.

 

Er du sikker på det? Jeg syntes i hvertfall det høres rart ut at for eksempel like mye lys med samme frekvens kan se forskjellig ut. Jeg trodde at alt lys i grunn hadde samme amplitude, og at det var frekvensen (E = hf) som bestemte energien. Altså, det eneste jeg ser som bestemmer hvor "sterkt" et lys ser ut, er mengden fotoner. Høyere frekvens gjør jo selvsagt at lyset forandrer seg, for eksempel går utenfor det synlige spekteret for oss mennesker.

 

Som sagt, fotoner og bølger er ulike måter å se på lys på, og det er ikke egentlig en 1:1 sammenheng - det er f.eks. vanskelig å skrive ned hvordan ett foton ser ut på bølgeform, eller hvordan en bølge ser ut sett som en haug med fotoner (*).

 

Dersom du ser på ting på bølgeform (og glemmer fotonene bittelitt), så kan vi si at bølgen som tilsvarer ensfaget, monokromatisk lys kan skrives ned som bølger i det elektromagnetiske feltet, dvs.

E = A*E0*sin(k*x - omega*t)

B = A'*sin(k*x - omega*t)

hvor A er en haug med naturkonstanter slik som c, elektrisk permittivitet etc., og E0 er høyden på de elektriske bølgene. A' er proporsjonal med A*E0, og k = 2pi / lambda, omega = f *2pi.

 

Videre er intensiteten (energi pr. areal pr. tidsintervall) proporsjonal med E^2 - dobbelt så høye bølger => 4 ganger så stor intensitet.

 

(*) Det er kanskje mulig å relatere dem vha. å skrive den kvantemekaniske bølgefunksjonen til fotonet på posisjonsbasis etc., men jeg har ikke tenkt til å gå dit i dette forumet. En liten tankevekker er at vi tenker på et foton som om det har skarp energi, men heissenberg forteller oss at \Delta E * \Delta t = \hbar / 2, noe som betyr at dersom vi har en skarp energi, må fotonet "vare" uendelig lenge...