annons
×

Ljus och spektrum

6 röster
Ge betyg
8628 visningar
uppladdat: 2007-03-12
Xiaomin Ruan

Xiaomin Ruan 23 år

Nedanstående innehåll är skapat av Mimers Brunns besökare. Kommentera arbete
Ljus är en av den viktigaste förutsättningen för liv på jorden. Utan ljus skulle inget kunna växa, eller överhuvudtaget kunna överleva. Jag har alltid undrat vad ljus egentligen är, och hur den kommer till. Inte förrän jag började högstadiet berättade någon för mig att de olika färgerna i en regnbåge beror på temperaturen i regnbågen. Men aldrig någonsin skulle jag kunna lista ut att det berodde just på atomer!

Hur man kom fram till vad en atom är:
Ordet atom kommer från det antika Grekland som betyder odelbar (atomos). Under slutet av 1700-talet noggrant väga alla ämnen som deltog i kemiska reaktioner. Man kom fram till att det var bestämda mängder mellan de ämnena som deltog i en kemiskförening. Till exempel: 2 gram väte förenar sig alltid med precis 16 gram syre till 18 gram vatten. Annars blir det antingen väte eller syre över.

Man kom fram till att atomer hade en massa, och att de måste ha haft flera egenskaper för att man skulle kunna förklara de kemiska reaktionerna. Under 1800-talet upptäckte man att atomerna inte kunde vara odelbara. Man upptäckte det när forskarna löste koksalt i vattnet och ledde elektrisk ström i elektrolyten, då samlades natriumatomerna kring den negativa polen och kloratomen kring den positiva polen. Slutsatsen blev att atomen måste ha fått eller blivit av med sin elektriska laddning, därmed mot alla odds måste de ha en inre struktur.

I mitten av 1800-talet förstod man att olika ämnen gav upphov till olika färger vid upphettat tillstånd, man hade skapade en helt ny disciplin i fysiken, nämligen spektralanalys. Men varför väteatomer sänder ut blått ljus eller att natriumatomer kunde sända ut gult ljus förstod man inte än.

Ljus:
I början av 1800-talet upptäckte man att alla kända egenskaper hos ljus kunde förklaras om man använde en vågrörelseteori. Ljuset uppstår när ett ämne upphettas, det som händer är att elektronen i atomen hoppar ut till en elektron bana som ligger längre ut, det kallas exciterad tillstånd. När den har gjort av med sitt överskotts energi hoppar den tillbaka till sin gamla bana, elektronen exciterar och återgår till sitt grundtillstånd. Samtidigt avger atomen ett litet energipaket som vi kallar foton eller ljuskvanta. Foton är en ”ljuspartikel” som väger nästan ingenting och rör sig med ljushastigheten. För att vi ska kunna se ljus måste vågrörelsens frekvens måste vara tillräcklig stor, och det måste vara en fotonström på minst 100 fotoner i sekunden. Det vi uppfattar som färg är helt enkelt vår upplevelse av ljusvågornas längd.

En enda foton inom det synliga ljuset motsvarar energin från en miljon ”radiofotoner”, radiofotoner är fotoner som har en frekvens på 10 km till 10 m. Radiofotoner är radiovågor som radiomottagaren tar emot som en ytterst liten mängd energikvanta. För att få en bra radiomottagning måste radiomottagaren ta emot minst 1010 fotoner per sekund.

Andra former av ”ljus” är UV-strålar som är ultraviolett strålning, röntgenstrålning och gammastrålning. Dessa kan vi inte se på grund av att den har en för hög frekvens som vårt öga inte kan uppfatta. Enstaka fotoner som t.ex. UV-strålar har uppnått tillräcklig mycket energi för att kunna påverka våra hudceller som absorberar de, man får solbränna. En röntgenfoton eller gammafoton har en alldeles för hög energi för cellen, det kan förstöra cellen.
Röntgen strålningens våglängd är inte större än en atoms dimension på tal om gammastrålningens våglängd som är ännu kortare. Vid gammastrålning är t.o.m. kristallstrukturen för grov för att mäta dess våglängd!

Laser är en annan form av ljus. År 1916 upptäckte Albert Einstein en egenskap hos fotoner. Om man låter en foton passera en atom som har samma överskottsenergi, kommer denna foton att stimulera atom att återgå till nedre nivån. Man får då två likadana fotoner med samma våglängd, riktade åt samma håll och svängande i samma takt som den foton som passerade denna atom. Denna upptäckt gjorde det möjligt för oss att utveckla laser. Ordet LASER är förkortning av Light Amplification of Stimulated Emission of Radiation.

Laserljuset kan göras väldigt intensivt. Detta beror på att man kan koncentrera ljuset på en enda punkt. I en glödlampa är strålarna riktade åt alla riktningar, effekten sprids då ut. Laserljuset kan man göra ännu intensivare genom att använda linser eller konkava speglar. Laserpenna och liknande påverkar inte kroppen, men det är viktigt att man inte riktar laserstrålen rakt in i ögat. Det kan bränna tappar och stavarna!

Spektrum:
Spektrum innebär att man delar upp de synliga ljusvågorna för det mänskliga ögat i våglängder/frekvens. Det mest kända spektrumet är nog regnbågen. Regnbågens spektrum kallas kontinuerligt spektrum. Sådant spektrum kan man få genom att låta ljuset från ett glödande fast ämne passera genom en prisma, så att ljuset bryts så att ljuset delas in i spektrum. Beroende på vilket grundämne det är, exciterar atomerna olika mycket. Men de flesta ämnena kan ge upphov till flera olika färger beroende på hur mycket de upphettats. Med hjälp av spektrum kan man avgöra vilket ämne ljuset kommer ifrån. En gaslåga i ett gasolkök brinner med en blå låga, om man har ett spektrum kan man få reda på att i gasolköket använder men väte.

Linjespektrum som också heter emissionsspektra är den andra varianten av spektrum. Den får man från ljuset från en upphettad gas. Med hjälp av ett spektroskop som kan dela in ljuset i
spektrum, man kan då bestämma vilket ämne färgen tillhör. Ett annat spektrum är absorptionsspektrum. Om man låter vitt ljus från solen gå igenom en kall gas kan gasen suga upp/absorbera just de färger de själva sänder ut när de exciterar. När ett ämne absorberar de färger de själva sänder ut, innebär det att dessa ämnens elektroner går från grundtillståndet (eller ett annat tillstånd) till ett annat exciterat tillstånd.

Sammanfattning:
När en atom ska sända ut ljus måste den först excitera, det gör man genom att tillföra energi till atomen. När atomen återgår till sitt grundtillstånd avger den en foton som far ut i en våglängd...

...läs fortsättningen genom att logga in dig.

Medlemskap krävs

För att komma åt denna sida måste du vara medlem och inloggad.

Är du inte redan medlem?

Bli medlem nu och få tillgång till allt innehåll på hela Mimers Brunn.

Kommentera arbetet: Ljus och spektrum

  Kommentera
Tack för din kommentar! Ladda om sidan för att se den. ×
Det verkar som att du glömde skriva något ×
Du måste vara inloggad för att kunna kommentera. ×
Något verkar ha gått fel med din kommentar, försök igen! ×

Kommentarer på arbetet

Inga kommentarer än :(

Källor för arbetet

Saknas


Källhänvisning

Xiaomin Ruan [2007-03-12]   Ljus och spektrum
Mimers Brunn [Online]. http://www.mimersbrunn.se/ljus_och_spektrum_11936.htm [2014-10-25]

Rapportera det här arbetet

Är det något du ogillar med arbetet? Rapportera
Vad är problemet?



Mimers Brunns personal granskar flaggade arbeten kontinuerligt för att upptäcka om något strider mot riktlinjerna för webbplatsen. Arbeten som inte följer riktlinjerna tas bort och upprepade överträdelser kan leda till att användarens konto avslutas.
Din rapportering har mottagits, tack så mycket. ×
Du måste vara inloggad för att kunna rapportera arbeten. ×

Senaste foruminläggen

annons

Ladda upp ditt arbete

Dela med dig, ladda upp ditt arbete och hjälp andra! Mimers Brunn söker ständigt nya arbeten på alla nivåer. Inget arbete är stort eller för litet för att ligga uppe på Mimers Brunn.

Ladda upp arbete

Mest kommenterade arbeten

Mimers Brunn tipsar om

Studentlitteratur

Trött på att betala en hel förmögenhet varje gång en ny kurs drar igång? Läs mer om hur du kan få pengar över till annat genom att sänka dina litteraturkostnader. Studentlitteratur

Nya medlemmar

Senaste inloggningarna