1. Förbränning: Det mest uppenbara fysikkonceptet är förbränning , den kemiska reaktionen som producerar ljus och värme. Ljusets vax är ett kolväte (en förening gjord av väte och kol). När veken är upplyst ger lågan tillräckligt med energi för att bryta de kemiska bindningarna i vaxet. Detta släpper värmen, och vaxet förångas och förvandlas till en brandfarlig gas. Denna gas reagerar sedan med syre i luften och släpper ännu mer värme och ljus.
2. Värmeöverföring: Värmen som produceras av lågan reser genom ljuset via ledning (Överföring av värme genom direktkontakt), konvektion (Överföring av värme genom rörelse av vätskor) och strålning (Överföring av värme genom elektromagnetiska vågor). Värmen från lågan smälter vaxet, vilket gör att det kan dras upp veken.
3. Flytkraft: Den heta luften ovanför lågan är mindre tät än den omgivande luften, vilket skapar en flytkraft Kraft som får den varma luften att stiga. Det är detta som skapar flamens uppåtgående rörelse och får röken att stiga.
4. Kapilläråtgärd: Vickan på ett ljus är gjord av ett material med små porer. Detta gör att det smälta vaxet kan resa upp veken med kapilläråtgärder . Attraktionen mellan vaxmolekylerna och wickens fibrer övervinner tyngdkraften, vilket gör att vaxet kan stiga och mata lågan.
5. Termodynamik: Ljuset illustrerar första lagen om termodynamik , som säger att energi inte kan skapas eller förstöras, endast omvandlas. Den kemiska energin som lagras i vaxet omvandlas till värme och ljusenergi.
6. Lätt och optik: Flammen avger ljus, som kan studeras med hjälp av principer för optik . Hur ljuset reflekterar från ytan på ljuset kan förstås med hjälp av begrepp som reflektion och brytning.
7. Fluid Dynamics: Ljusets flamma interagerar med den omgivande luften och skapar komplexa flödesmönster. Detta kan analyseras med principerna för fluiddynamik .
Sammanfattningsvis visar ett ljus ett brett utbud av fysikkoncept, från enkel värmeöverföring till komplex vätskedynamik. Det är ett fascinerande exempel på hur fysikens lagar styr vår vardag.
