Synligt ljus, som färdas i en svimlande 186.282 mil per sekund genom rymden, är bara en del av ljusets breda spektrum, som omfattar all elektromagnetisk strålning. Vi kan upptäcka synligt ljus på grund av konformade celler i våra ögon som är känsliga för våglängderna hos vissa former av ljus. Andra former av ljus är osynliga för människor eftersom deras våglängder är antingen för små eller för stora för att detekteras av våra ögon.

Den dolda naturens dolda

Vad vi kallar vitt ljus är inte en enda färg alls men hela spektret av synligt ljus kombinerat. För det mesta av mänsklig historia var naturen av vitt ljus helt okänt. Det var inte förrän på 1660-talet som sir Isaac Newton upptäckte sanningen bakom vitt ljus med prismor - triangulära glas av glas - för att bryta ljuset i alla sina olika färger och sedan montera dem igen.

När vitt ljus går igenom ett prisma, dess komponentfärger är åtskilda och visar rött, orange, gult, grönt, blått, indigo och violett. Detta är samma effekt som du ser när ljuset passerar genom vattendroppar, vilket skapar en regnbåge i himlen. När de separerade färgerna lyser genom ett andra prisma, kommer de tillbaka tillsammans för att bilda en enda stråle med vitt ljus.

Ljusspektrumet

Vitt ljus och alla regnbågens färger representerar en liten del av det elektromagnetiska spektrumet, men de är de enda ljusformerna som vi kan se på grund av deras våglängder. Människor kan bara detektera våglängder mellan 380 och 700 nanometer. Violett har den kortaste våglängden vi kan se, medan röd har den största.

Medan vi inte brukar kalla andra former av elektromagnetisk strålnings ljus, är det liten skillnad mellan dem. Infrarött ljus ligger strax utanför vår vision med en våglängd större än rött ljus. Endast med instrument som nattvisglasögon kan vi upptäcka det infraröda ljuset som genereras av vår hud och andra värmeemitterande föremål. På den andra sidan av det synliga spektret är mindre än violetta ljusvågor ultraviolett ljus, röntgenstrålar och gammastrålar.

Ljusfärg och energi

Ljusfärg bestäms vanligtvis av energibesparande producerad av källan som avger den. Ju varmare ett objekt är desto mer energi det strålar ut, vilket resulterar i ljus med kortare våglängder. Kylare objekt skapar ljus med längre våglängder. Till exempel, om du slår upp en blåsbrännare, kommer du att upptäcka att flammen är röd först, men när du vänder den upp, blir färgen blå.

På samma sätt avger stjärnorna olika färger av ljus på grund av deras temperaturer . Solens yta har en temperatur på cirka 5 500 grader Celsius, vilket ger upphov till ett gulaktigt ljus. En stjärna med en svalare temperatur på 3000 C, som Betelgeuse, avger rött ljus. Hotter stjärnor som Rigel, med en yttemperatur på 12 000 C, avger blått ljus.

Lysets dubbla natur

Experiment med ljus i början av 1900-talet avslöjade att ljuset hade två naturer. De flesta experiment visade att ljus uppträdde som en våg. När du till exempel lyser genom en mycket smal slits expanderar den som en våg gör. I ett annat experiment, men kallas den fotoelektriska effekten, när du lyser violett ljus på natriummetall, matar metallen elektroner, vilket tyder på att ljuset är tillverkat av partiklar som kallas fotoner.

Faktum är att ljuset uppträder som både en partikel och en våg och verkar förändra sin natur utifrån vilket experiment du utför. I det nuberömda tvåskaliga experimentet, när ljus möter två slitsar i en enda barriär, uppträder det som en partikel när du letar efter partiklar men också beter sig som en våg om du letar efter vågor.