Et lite spørsmål om lys og glass

[Nedward]

Hvordan kan de ha seg at lys kan "gå igjennom" glass hvis lys er partikler?

[DrThomas]

Er ikke helt sikker selv, men atomer er jo mest tomrom. Så med mindre du har veldig stor tetthet av atomer, vil vel mye av lysbølgene gå rett gjennom tomrommene? Correct me if I'm wrong, er egentlig bare et skudd i mørket. Hvorfor papir kan stoppe lys når det går gjennom glass, må du spørre en smartere person enn meg om

[Mads-b]

Fordi lys er bølger og partikler. Dette her forskerene forsket på i årevis, men bølgeteorien og partikkelteorien overlapper hverandre og forklarer ulike aspekter ved hvordan lys oppfører seg.

 

EDIT: når passerte jeg 1000 innlegg WOHOO!

Endret 26. februar 2007 av Mads-b

[Killer_DT]

Det er litt som han over sier, bortsett fra at de to teoriene ikke overlapper hverandre. Partikkelteorien blir brukt til å forklare noe av det som skjer innenfor lys/bølger men ekskluderer til gjengjeld noe av det som skjer innenfor bølgeteorien og omvendt. Grunnen til at vi opererer med begge er at vi rett og slett ikke vet så veldig mye om lys. Det er først når man ble enig om å foreløpig godta begge disse to teoriene selv om enkelte elementer i den ene ekskluderer enkelte elementer i den andre, at man fant på begrepet "dualisme".

[Reeve]

Litt OT, men noe å tenke på er at lys ikke går gjennom kull i det hele tatt. Kull absorberer lys veldig lett, og sender det ikke engnang tilbake, MEN når man presser kulle VELDIG hardt sammen, under høy temperatur osv. så forandrer krystallformen til kull seg, så den blir mye tettere, og kullet blir til diamant. Og lys går gjennom diamant, som er mye tettere enn kull

[Unlimited LTD]

Nåja.... Når man kommer til kvantemekanikk og sånt så får man at lys er kvantisert. Det vil si at det er en bestemt mengde. Som 1, 3, 6.2452, 6e10 osv..

Lys, som da er elektromagnetiske bølger, opptrer i fotoner, noe liknende partikler..

Men grunnen til at lys går gjennom vinduer er rett og slett at atomene er så store og mellomrommene mellom dem er så store at de små fotonene ikke treffer dem.

 

edit to chris90: Det har jeg aldri tenkt på før... Kommer det av at i diamant ligger atomene i et mønster og ikke hultertilbulter som i kull? Det er jo kjempemange atomer vet du.. Men hvis de ligger slik at det er masse åpne veier gjennom...

Endret 28. februar 2007 av Fluesoppen

[Torbjørn]

Hvordan kan de ha seg at lys kan "gå igjennom" glass hvis lys er partikler?

8033983[/snapback]

 

Du trenger ikke svare så komplisert som de andre.

 

Lys er bittesmå partikler , og glass er i virkeligheten nesten bare tomrom på atomært nivå, det skal mye til for at lyspartiklene faktisk skal klare å treffe atomene i glasset.

 

det blir omtreng som å skyte i lufta med ei rifle og lure på om man kanskje treffer et fly. Sjansen er liten for at du har et fly over hodet der og da.

 

 

Så i tillegg til dette har du partikkel/bølge dualiteten og kvantemekanikk-tunnelling som de andre forståsegpåerne her har begitt seg ut på

Endret 28. februar 2007 av Torbjørn

[Unlimited LTD]

Hva med chris909's innlegg om kull?

Hva har du å si om det?

[Torbjørn]

energinivået på et foton gjør det mye mer sannsynlig at de kan interferere med de kvantifiserte nivåene til elektronene i atomene under veis, enn f.eks større partikler. Og elektronene dekker tomrommet rundt atomkjærna med en viss sannsynlighetstetthet.

 

men hva grafitt vs diamant angår, så er det sikkert slik at et krystallinks stoff gir helt andre muligheter for lys enn en ikke-systematisk kaotisk orientering av atomer og molekyler. du vil ha færre mulige energinivåer for elektronene i en systematisk struktur, hvilket f.eks vil plukke ut bare utvalgte fotoner (bølgelengder) og kunne gi farget lys på andre siden.

 

en kaotisk sammensetning vil kunne absorbere hele spekteret antagelig. og sånnsett filtrere bort alt.

[ddd-king]

Hva med chris909's innlegg om kull?

Hva har du å si om det?

8047458[/snapback]

 

Nøkkelordet er båndgapet(differansen i de to øverste energinivåene) til materialet. Alle materialer har et viss båndgap. Fotoner/lys har energien E=hf. Hvis denne enerigien er lavere enn båndgapet vil lyset gå rett gjennom. Hvis energien er høyere er det en sannsynlighet for at et elektron absorberer energien og hopper til et høyere nivå. Elektronet vil ikkevære der oppe lenge og vil finne veien tilbake, ofte i form av varme - lyset er absorbert og borte. Silisium har Eg=1.1eV og synlig lys med høyere energi (E=hf) vil bli blokkert. IR lys (E lavere enn 1.1eV) slipper gjennom. De har rett og slett ikke nok energi til å rive løs elektroner og sender de ut til et høyere skall (kjent fra kjemi).

 

Mange ganger faller elektronet til et viss energinivå gjennom "non-radiative decay" til et midlertidig stabil nivå. Derfra kan det falle tilbake til det laveste nivået og gi fra seg lys med en annen farge. UV lys med 244nm som treffer glass (SiO2) vil gi fra seg blått lys i form av fluorrescence.

 

Noen ganger vil lyset befinne seg i materialet i sekunder, minutter, timer...Da kaller vi det phosforrescence. Dette skjer i spøkelsefigurer som lyser i mørket. Dette varer lenge. Tiden alt blir borte er avhengig av sannsynligheten for et elektron faller ned. Decay time er et mål på dette.

 

 

En annen viktig forskjell er hvor tett materialet er. Lys på vei gjennom materialet vil kollidere med atomene. Sannsynligheten for å sprette tilbake er mindre enn frem over. Jo tettere jo større sannsynlighet for å treffe atomer og bli reflektert. Dette beskriver vi med brytningsindex. Glass er mindre tett og har n=1.48. Diamant er mye tettere og har n=2.4 (Eg=5.45eV). På grunn av større sannsynlighet for spretting noen ganger før det går frem igjen blir den totale farten til lyset redusert sett utenfra. Lyset vil gå med constant hastighet 3E8m/s mellom kollisjoner og er en fundamental konstant satt av Albert Einstein.

 

 

Det er mye vi ikke vet om lys, men heldigvis har vi ganske gode matematiske modeller. Disse modellene gjør oss i stand til å sende informasjon over mange tusen km med optisk fiber. Optiske sensorer innenfor industri, oljeleting, medisinsk instrumentering har revolusjonert vår tid. Lenge leve lyset

[Unlimited LTD]

Oki... takk. Det oppklarte mye.

Så mesteparten er pga. at lys er kvantisert?

[Reeve]

Nåja.... Når man kommer til kvantemekanikk og sånt så får man at lys er kvantisert. Det vil si at det er en bestemt mengde. Som 1, 3, 6.2452, 6e10 osv..

Lys, som da er elektromagnetiske bølger, opptrer i fotoner, noe liknende partikler..

Men grunnen til at lys går gjennom vinduer er rett og slett at atomene er så store og mellomrommene mellom dem er så store at de små fotonene ikke treffer dem.

 

edit to chris90: Det har jeg aldri tenkt på før... Kommer det av at i diamant ligger atomene i et mønster og ikke hultertilbulter som i kull? Det er jo kjempemange atomer vet du.. Men hvis de ligger slik at det er masse åpne veier gjennom...

8046197[/snapback]

 

ja, du sier noe der Kanskje det er derfor diamant har så stor bryningsgrad, eller bryter lyset opp veldig lett.