Hvað er ljós?

Ljósorka

Ljóseind = örsmár skammtur orku sem rafeindir láta frá sér. Ljóseindin býr nákvæmlega yfir þeirri umframorlu sem rafeindin gaf frá sér - hvorki meiri né minni.
Ljósið er gert úr þessum örsmáu orkueindum, ljóseindunum og því má líta á ljós sem streymi ljóseinda.
Orka ljóseindanna er háð því hversu mikla orku rafeind í frumeind gaf frá sér þegar ljóseindin varð til.

Geta borist gegnum tómarúm, þar berast þær með 300.000 km hraða á sek og þær eru þverbylgjur.

er flokkun rafsegulbylgna.
Hver tegund geislunnar hefur ákveðna t´ðni, bylgjulengd og ljóseindaorku. Sjá mynd 5-5 bls 113.
Sýnilega rófið er aðeins lítill hluti rafsegulrófsins og er sá hluti þess sem nær frá rauðum lit til útfjólublás litar. Tíðni ljósbylgna er frá 400-750 milljarða herts (rið á sek).
Ósýnilega rófið er allar aðrar rafsegulbylgjur, það er þær sem mannsaugað greinir ekki. Þar á meðal eru innrauðir geislar, útvarpsgeilsar, útfjólubláir geislar, röntgengeislar og gammageislar.
Þær útvarpsbylgjur sem hafa mestu tíðnina nefnast örbylgjur. Bylgjuleng þeirra aðeins fáeinir cm.

Ljós hefur bæði eiginleika bylgna og agna.
Útfjólub látt ljós látið skína á málm og þá myndaðist rafstraumur. En ekki þegar notað er rautt ljós. Kallast ljósröfun.
Ljósröfun skýrð með þeim hætti að ljós sé gert úr ögnum. Engu að síður hegðar ljósið sér að flestu leyti frá bylgjueiginleikum þess.

Nær allt ljós sem berst til jarðar kemur frá sólinni.
Sólin og aðrir hlutir sem stafa frá sér eiginljósi eru sagðir lýsandi.
Hlutir sem sjást vegna þess að þeir endurkasta ljósgeislum eru sagðir upplýstir (tungl).

Lýsandi hlutir stafa ýmist frá sér glóðarljósi, flúrljósi eða neonljósi.
Flúrljós og neonljós myndast við afhleðslu gass.
Glóðarljós: ákveðnir hlutir geta hitnað svo að þeir taka að glóa (dæmi glópera en inni í henni er grannur vír úr volfram sem getur hitnað í rúmlega 2000°C án þess að bráðna).
Flúrljós: er kalt ljós sem krefst miklu minni raforku en glóðarljós. Flúrpípur innihalda kvikasilfurgufu og argongas og þegar rafmagn fer gegnum pípuna gefur kvikasilfursgasið frá sér útfjólubláa geisla. Geislarnir eru ósýnilegir og þess vegna er pípan húðuð með ljómefni sem örvast við geislana og gefur frá sér sýnilegt ljós.
Neonljós: myndast við að rafmagn fer gegnum pípu sem inniheldur gas undir litlum þrýsingi. Afhleðsla rafmagns sem fer gegnum neongas veldur því að gasið gefur frá sér rautt ljós, en hægt að blanda öðrum gastegundum við til að fá aðra liti.

Þegar ljós fellur á efni getur þrennt átt sér stað.
- Efnið drekkur ljósið í það og jafnvel gleypi það alveg. Eftir því sem hlutur er dekkri því mun meira ljós drekkur hann í sig.
- Nær allir hlutir endurkasta nokkrum hluta þess ljós sem á þá fellur, sem veldur því að þeir sjást.
- Ljós fer gegnum sum efni sem það fellur á - gagnsætt. Efni sem hleypa ljósi en ekki á nákvæmri mynd gegnum sig kallast hálfgagnsæ. Ógagnsæ eru þau efni sem hleypa engri birtu gegnum sig.

Þegar ljós fellur á flöt getur það endurkastast af honum og kallast það speglun.

Eðli speglunar ræðst af gerð og áferð þess flatar sem ljósið fellur á.
Regluleg speglun = venjulegur spegill þar sem ljósgeislarnir sem endurvarpast dreifast mjög lítið og myndin verður mjög skörp.
Dreifð speglun = speglun af vatnspolli sem er ekki alveg sléttur og ljósið dreifist í margar áttir en myndin er ekki alveg skýr og breytist í sífellu.

Sléttur spegill = spegill með fullkomlega sléttu yfirborði.
Kúptur spegill = yfirborðið bungar út. Ljósgeislarnir dreifast þegar þeir endurvarpast af yfirborði kúpts spegils (hlutir virðast fjær en þeir eru)
Holspegill = þegar yfirborðið er íhvolft. Allir ljósgeislarnir endurkastast samsíða til baka í samanþjöppuðum ljósgeisla. Eru t.d. í aðalljósum bíla og vasaljósum.

Þegar ljós fer úr einu efni og yfir í annað breytir ljósið um stefnu. Ljósbrot verður þó ekki ef ljósið þvert á yfirborð efnanna.
Ljósbrotið verður vegna þess að ljósið fer mishratt í mismunandi efnum.

Þegar hvítt ljós berst úr lofti yfir í annað efni breytist hraði þess og það brotnar.
Ljós af mismunandi tíðni brotnar hinsvegar mismikið.
Fjólublátt ljós hefur styðstu bylgjulengdina og brotnar mest en rautt með kengstu og brotnar minnst.
Hvítt ljós skilst sundur í liti litrófsins og hægt er að brjóta hvítt ljós og mynda litrófið í prisma (mynd 5-22 bls 124)

Linsa er gagnsær hlutur sem brýtur ljósgeisla. Linsan stillir og skerpir ljósið þegar það fer gegnum hana.
Safnlinsur: Linsan þykkari í miðju og því brotna geislar ljóssins í átt að miðjunni. Dæmi myndavél
Dreiflinsur: linsan þykkari til jaðranna en í miðjunni þ.a. ljósið dreifist þegar það brotnar og ljósgeislarnir verða sundurleitir. Oft notaðar með safnlinsum til að fá skarpari mynd.

Ljós berst inn í augað gegnum op sem kallast sjáaldur eða ljósop augans.
Lithimna eða lita er litaða svæðið umhverfis sjáaldrið.
Glæran eða hornhimnan er hinn gegnsæi og kúpti flötur framan á auganu og verkar eins og safngler og brýtur ljósið.
Augasteininn brýtur ljósið enn frekar og temprar ljósbrotið þ.a. myndin sem fellur á sjónuna eða sjónhimnuna verður skörp.
Sjónan er með ljósnæmum taugum (taugafrumum)
Stafir eru taugungar sem eru næmir á allt ljós en aðgreina ekki liti.
Keilur, taugungar, greina liti.
Aðrir taugungar tengjast stöfunum og keilunum og bera boð frá þeim til heila eftir sjóntauginni.
Kunna mynd 5-25 (augað sjálft)
Nærsýni= ef augnknötturinn er of langur fellur myndin framan við sjónuna.
Fjarsýni = augnknöttur of stuttur og mynd fellur aftan sjónunar.

Þegar ljós fellur á eitthvert efni fer það eftir eðli efnisins hvort það drekkur ljósið í sig, endurvarpar því eða hleypir því gegnum sig.

Ógagnsæir hlutir hleypa alls engu ljósi gegnum sig heldur drekka ljósið í sig að hluta og endurvarpar hinum hlutanum. Epli er rautt af því það endurvarpar rauðum geislum og drekkur því aðra geisla í sig.
Hvítur litur endurvarpar öllum litum ljóssins, gleypir engann lit.
Svartur litur gleypir alla liti og endurkastar engu.

Hleypa ljósi gegnum sig
Litur slíkra hluta ræðst af því ljósi sem fer gegnum þá.
Sumir gagnsæir hlutir gleypa ákveðna liti ljóssins. Rautt gler gleypir alla liti nema rauðan, sem fer gegnum það.

Hver vegna er himininn blár? Allt ljós kemur frá sólu. Þegar hvítt ljósið kemur inn í lofthjúp jarðar dreifist það í loftinu. Rautt og gult ljós dreifast lítið, en bláu geislarnir dreifast mest. Blátt ljós berst því frá öllum hlutum himinsins og því sjáum við bláan himin.

M.ö.o. ljósleiðari.
Fólgið í flutning ljóss langar leiðir eftir l0ngum, grönnum, sveigjanlegum þráðum úr gleri eða plasti.
Þræðirnir nefnast ljósþræðir eða ljósleiðarar.

Tækni sem byggist á að nota ljós til þess að fá fram þrívíða mynd sem kallast heilmynd eða almynd.

Orka - 5. kafli. 1998. Námsgagnastofnun. Reykjavík.