Ljus, en form av elektromagnetisk strålning, reser i vågor med en anmärkningsvärd hastighet på 299 792 458 meter per sekund (ungefär 186 282 miles per sekund) i ett vakuum. Det kräver inte ett medium att resa, till skillnad från ljudvågor. Så här interagerar det med materien:
1. Absorption:
* När ljus slår spelar roll kan en del av dess energi absorberas av atomerna eller molekylerna i materialet. Denna absorption kan locka elektronerna i materialet till högre energinivåer. Den absorberade energin kan frisättas som värme eller återkomma som ljus med en annan våglängd.
* Färgen vi ser bestäms av våglängderna för ljus som inte absorberas. Till exempel absorberar ett rött äpple alla våglängder av ljus förutom rött, vilket det återspeglar tillbaka.
2. Sändningar:
* Ljus kan också passera materien, vilket gör att vi kan se föremål på andra sidan. Detta kallas överföring.
* Transparenta material, som glas, överför det mesta av ljuset som slår dem. Genomskinliga material, som frostat glas, överför lite lätt men sprider det, vilket gör att föremål verkar suddiga. Opaka material, som trä, absorberar det mesta av ljuset och reflekterar mycket lite.
3. Reflektion:
* När ljus slår en yta kan en del av den återspeglas tillbaka.
* Reflektionsvinkeln är lika med infallsvinkeln. Detta är reflektionslagen.
* Olika ytor reflekterar ljus annorlunda. Släta ytor, som speglar, reflekterar ljus på ett regelbundet sätt och skapar en tydlig bild. Grova ytor, som en vägg, reflekterar ljus på ett diffus sätt, sprider ljuset och gör att ytan verkar tråkig.
4. Brytning:
* När ljuset passerar från ett medium till ett annat kan det ändra riktning. Detta kallas brytning.
* Brytning inträffar eftersom ljusets hastighet är annorlunda i olika medier. Till exempel reser ljus långsammare i vatten än i luften.
* Denna böjning av ljus är det som gör att vi kan se genom linser, som de i glasögon och teleskop.
5. Diffraktion:
* Ljus kan böjas runt hörnen, ett fenomen som kallas diffraktion. Denna effekt är mer uttalad när storleken på öppningen eller hindret är jämförbar med ljusets våglängd.
* Diffraktion är anledningen till att vi kan se det svaga ljuset från en avlägsen stjärna även om den är blockerad av jordens atmosfär.
6. Störning:
* När två ljusvågor möts kan de interagera med varandra. Denna interaktion kan resultera i antingen konstruktiv interferens, där vågorna förstärker varandra eller destruktiv störning, där vågorna avbryter varandra.
* Detta fenomen ansvarar för de färger vi ser i tvålbubblor och oljeslicks.
7. Polarisation:
* Ljus är en elektromagnetisk våg, vilket innebär att den har både ett elektriskt fält och ett magnetfält. Dessa fält kan svänga i olika riktningar.
* Polariserat ljus är ljus där det elektriska fältet svänger i ett enda plan. Polariserande filter kan användas för att blockera ljus som svänger i en viss riktning.
* Polariserade solglasögon hjälper till att minska bländningen genom att blockera det horisontellt polariserade ljuset reflekterade av ytor som vatten och trottoar.
Sammanfattningsvis:
Lätt interagerar med materien på komplexa och fascinerande sätt. Dessa interaktioner är ansvariga för det stora utbudet av färger, former och strukturer som vi ser i världen omkring oss. Genom att förstå principerna för hur lätt reser och interagerar med materien kan vi utveckla ny teknik och tillämpningar, från lasrar till solceller till optiska fibrer.
