Karaktäristiska ljuskroppar och hur de genererar sitt eget ljus

2862
Philip Kelley

Det kallas lysande kropp till något naturligt eller icke-naturligt föremål som avger sitt eget ljus, detta är den del av det elektromagnetiska spektrum som är synligt för mänskliga ögon. Motsatsen till ett ljusobjekt är ett icke-lysande objekt.

Icke-lysande föremål är synliga eftersom de belyses av det ljus som avges av ljusföremål. Icke-lysande kroppar kallas också upplysta kroppar, även om de inte alltid är i det tillståndet..

Solen, en lysande kropp som lyser upp himlen och havet. Källa: Pixabay

Ljusföremål är primära ljuskällor eftersom de avger det, medan icke-ljusföremål är sekundära ljuskällor eftersom de reflekterar det som produceras av det förra..

Artikelindex

  • 1 Exempel på lysande och icke-lysande kroppar
    • 1.1 Ljusföremål
    • 1.2 Icke-lysande föremål
  • 2 Egenskaper hos lysande kroppar och deras ljus
    • 2.1 Fotoner
  • 3 Hur genererar ljuskroppar ljus?
    • 3.1 Allt vi ser är det förflutna
    • 3.2 Ljusets dualitet
    • 3.3 Färger och synligt spektrum
    • 3.4 Den lysande svarta kroppen, energi och fart
  • 4 Referenser

Exempel på lysande och icke-lysande kroppar

Ljusföremål

Det finns föremål i naturen som kan avge ljus. Dessa inkluderar:

- Sol.

- Stjärnorna.

- Självlysande insekter, såsom eldflugor och andra.

- Strålarna.

- Aurora borealis eller norrsken.

Följande är konstgjorda ljusföremål:

- Glödlampor eller glödlampor.

- Flamman av ett ljus.

- Fluorescerande lampor.

- Led-lampor.

- Skärmen på en mobiltelefon.

Icke-lysande föremål

I naturen finns det många föremål som inte avger ljus av sig själva men kan belysas:

- Månen, som reflekterar solens ljus.

- Planeter och deras satelliter, som också reflekterar solljus.

- Träd, berg, djur reflekterar himmelens och solens ljus.

- Den blåa himlen och molnen. De är synliga på grund av spridning av solljus.

Den konstgjorda lysande kroppslampan som lyser upp våra nätter. Källa: Pixabay

Egenskaper hos lysande kroppar och deras ljus

Det huvudsakliga kännetecknet för lysande kroppar är att ljuset som vi kan se dem produceras av själva objektet.

Vi kan se människor och föremål tack vare ljuset från ljusa kroppar, naturliga eller konstgjorda. Och också för att naturen har gett oss synorganen.

I frånvaro av lysande kroppar är det omöjligt att se allt som omger oss. Om du någonsin har upplevt totalt mörker vet du vikten av lysande kroppar..

Det vill säga utan ljus finns ingen syn. Mänsklig och djursyn är interaktionen mellan ljuset som släpps ut av lysande kroppar och det som reflekteras av icke-lysande kroppar med våra ljussensorer i ögat och med vår hjärna, där bilden slutligen konstrueras och tolkas..

Syn är möjlig eftersom ljuset som emitteras eller reflekteras av föremål rör sig genom rymden och når våra ögon.

Fotoner

En foton är den minsta mängd ljus som en lysande kropp kan avge. Fotoner avges av atomer i lysande kroppar och reflekteras eller sprids av icke-lysande.

Syn är endast möjlig när några av dessa fotoner, emitterade, utspridda eller reflekterade, når våra ögon, där de producerar en elektronisk excitation i ändarna av den optiska nerven som bär en elektrisk puls till hjärnan..

Hur genererar ljuskroppar ljus?

Fotonerna sänds ut av atomerna i de lysande kropparna när de har exciterats på ett sådant sätt att elektronerna i de atomära orbitalerna går till tillstånd med högre energi, som sedan sönderfaller till tillstånd med lägre energi med därmed utsläpp av fotoner..

Varje kropp, om temperaturen höjs, blir en ljuskälla. En metallbit vid rumstemperatur är en icke-lysande kropp, men vid 1000 grader Celsius är den en lysande kropp, eftersom elektronerna upptar högre nivåer och när de sönderfaller till lägre nivåer avger de fotoner inom det synliga spektrumet..

Det här är vad som händer på atomnivå med alla lysande kroppar, vare sig det är solen, ett stearinljus, glödlampans glödlampa, det fluorescerande dammets atomer i den energibesparande glödlampan eller lysdiodens atomer dioden, som är den senaste konstgjorda ljuskroppen.

Det som varierar från fall till fall är exciteringsmekanismen för elektroner att gå till atomare nivåer med högre energi och sedan sönderfalla och avge fotoner.

Allt vi ser är det förflutna

Synen är inte ögonblicklig, eftersom ljuset rör sig i en ändlig hastighet. Ljusets hastighet i luft och i vakuum är i storleksordningen 300 tusen kilometer per sekund.

Ljusfoton som lämnar solens yta tar 8 minuter och 19 sekunder att nå våra ögon. Och fotonerna som släpps ut av Alpha Centauri, vår närmaste stjärna, tar 4,37 år att nå våra ögon om vi tittar på himlen..

Fotonerna som vi kan observera med blotta ögat eller genom ett teleskop från Andromedagalaxen, det närmaste vårt, kommer att ha lämnat det för 2,5 miljoner år sedan.

Även när vi ser månen ser vi en gammal måne, för det vi tittar på är en bild från 1,26 sekunder sedan. Och bilden av spelarna i ett fotbollsmatch som vi ser på läktaren 300 meter från spelarna, är en gammal bild en miljonedel av en sekund tidigare.

Dualitet av ljus

Enligt de mest accepterade teorierna är ljus en elektromagnetisk våg, liksom radiovågor, mikrovågor som maten tillagas med, mobiltelefoner, röntgenstrålar och ultraviolett strålning.

Ljus är emellertid en våg men det består också av partiklar som kallas fotoner, som vi nämnde tidigare. Ljus har detta dubbla beteende, vilket i fysiken är känt som vågpartikel dualitet.

Alla de olika elektromagnetiska vågorna skiljer sig åt i sin våglängd. Den del av det elektromagnetiska spektrumet som det mänskliga ögat kan uppfatta kallas det synliga spektrumet.

Det synliga spektrumet motsvarar ett smalt område av det elektromagnetiska spektrumet mellan 0,390 mikrometer och 0,750 mikrometer. Detta är den karakteristiska storleken på en protozo (amoeba eller paramecium).

Under det synliga spektrumet, i våglängd, har vi ultraviolett strålning vars våglängd är jämförbar med storleken på organiska molekyler.

Och ovanför det synliga spektrumet finns infraröd strålning, vars storlek är jämförbar med spetsen på en nål. Vid spetsen av denna nål finns 10 till 100 protozoer, det vill säga 10 till 100 våglängder av det synliga spektrumet..

Å andra sidan har mikrovågor våglängder mellan centimeter och meter. Radiovågor har längder från hundratals meter till tusentals meter. Röntgenstrålar har våglängder som är jämförbara med storleken på en atom, medan gammastrålar har våglängder som är jämförbara med atomkärnan..

Färger och synligt spektrum

Det synliga spektrumet inkluderar de olika färger som kan urskiljas i en regnbåge eller i solljus utspridda på ett glasprisma. Varje färg har en våglängd som kan uttryckas i nanometer, vilket är en miljonedel av en millimeter..

Ljusspektret och dess våglängder i nanometer (nm), från högsta till lägsta, är följande:

- Röd. Mellan 618 och 780 nm.

- Orange. Mellan 581 och 618 nm.

- Gul. Mellan 570 och 581 nm.

- Grön. Mellan 497 och 570 nm.

- Cyan Mellan 476 och 497 nm.

- Blå. Mellan 427 och 476 nm.

- Lila. Mellan 380 och 427 nm.

Den lysande svarta kroppen, energi och fart

Ljus har energi och fart. Varje färg i det synliga spektrumet motsvarar fotoner med olika energi och olika momentum eller momentum. Detta blev känt tack vare kvantfysikens pionjärer som Max Planck, Albert Einstein och Louis De Broglie..

Max Planck upptäckte att ljusenergi kommer i paket eller kvantor, vars energi E mäts i Joule och är lika med produkten av en grundläggande naturkonstant som kallas Plancks konstant, vilket betecknas med bokstaven h och frekvensen f i Hertz.

E = h ∙ f

Denna upptäckt gjordes av Planck för att förklara strålningsspektrumet för en lysande kropp, som endast avger strålning men inte reflekterar någon, känd som den “svarta kroppen” och vars utsläppsspektrum förändras beroende på temperatur..

Plancks konstant är h = 6,62 × 10 ^ -34 J * s.

Men det var Albert Einstein som utan tvekan bekräftade att ljus var fotoner med energi som gavs enligt Plancks formel, som det enda sättet att förklara ett fenomen som kallas den fotoelektriska effekten, där ett material som är upplyst med ljus avger elektroner. Det var för detta arbete som Einstein fick Nobelpriset.

Men foton, som alla partiklar, och trots att det inte har massa, har det ett moment eller momentum som ges av ett förhållande som Louis De Broglie upptäckte inom ramen för foton och kvantobjektens vågpartikel dualitet..

De Broglie-förhållandet säger att fotomomentet p är lika med kvoten för Plancks konstanta h och fotens våglängd λ.

P = h / λ

Färgen röd har en våglängd på 618 × 10 ^ -9 m och en frekvens på 4,9 x 10 ^ 14 Hz, så energin hos en foton är 3,2 × 10 ^ -19J och dess momentum är 1,0 × 10 ^ -27 kg * Fröken.

I den andra änden av det synliga spektrumet är violett med en våglängd på 400 × 10 ^ -9 m och en frekvens på 7,5 x 10 ^ 14 Hz, så en fotons energi är 4,9 × 10 ^ -19J och dess momentum är 1,7 × 10 ^ -27 kg * m / s. Från dessa beräkningar drar vi slutsatsen att violett har mer energi och mer fart än rött..

Referenser

  1. Tippens, P. 2011. Fysik: begrepp och tillämpningar. 7: e upplagan. Mac Graw Hill. 262-282.
  2. Wikipedia. Synligt spektrum. Återställd från wikipedia.com
  3. Wikipedia. Elektromagnetiskt spektrum. Återställd från wikipedia.com
  4. Wikipedia. Ljuskälla. Återställd från wikipedia.com
  5. Wikibooks. Fysik, optik, ljusets natur. Återställd från: es.wikibooks.org

Ingen har kommenterat den här artikeln än.