Ljusets egenskaper

Utan ljus skulle vi leva i totalt mörker. Ljuset från solen, eller från en lampa, gör att vi kan se och uppleva världen runt omkring oss. Våra ögon är gjorda för att tolka ljuset som kommer in i dem, och vår hjärna tolkar detta till en bild vi förstår oss på. Men är det inte lite konstigt att vi inte ser bara solen eller lampan, vi ser allting runt omkring oss också? Alla föremål sänder ju inte ut ljus, så hur kan vi se dem?

I detta kapitel ska vi prata om ljus. Vi ska prata om hur ljus fungerar, vad ljus egentligen består av och hur vi kan utnyttja ljusets egenskaper i olika uppfinningar.

Ljus är en form av energi. Energi kan aldrig skapas eller förstöras, så den energi vi uppfattar som ljus är egentligen någon annan form av energi som omvandlas till ljus. När du tänder en lampa i ditt rum omvandlar lampan elektrisk energi (el) till ljus, och du kan se ditt rum. Allting som lyser omvandlar alltså energi, och det som lyser kallar vi för ljuskälla. En ljuskälla är alltså något som sänder ut ljus.

Solen är vår absolut största ljuskälla. I vårt solsystem är det bara solen som är en ljuskälla.

Minns du att vi pratat om att ljud är en våg i luftens partiklar? Också ljus är en form av vågrörelse. Man kan tänka på ljuset som en form av strålning. Solen avger många olika former av strålning, och en viss typ av strålning uppfattar vi som just ljus. 

Men ljus kan också tolkas som en form av partiklar. Små knippen av energi, även kallade fotoner. För att förklara ljusets egenskaper och hur vi använder ljuset så måste vi ha båda dessa tolkningarna.

Ljus rör sig, exempelvis från solen till jorden. Ljuset har en hastighet, och denna hastighet är 300 000 km/s (eller, egentligen 299 792 458 m/s). På en sekund rör sig ljuset alltså 300 000 km. 

En ljuskälla kan skicka ut ljus olika starkt. De skickar alltså ut olik mycket ljus. Ju fler strålar som sänds ut, desto fler strålar kan träffa ditt öga. En ljuskälla sänder ut strålar åt alla håll, så ju längre vi kommer från ljuskällan, desto svagare tycker vi att den lyser, för det blir glesare mellan strålarna. Ljusstyrka mäts i enheten candela, cd. 1 cd är ungefär lika starkt som ett stearinljus lyser. 

Uppgifter:

1. Energi kan inte skapas, så varifrån kommer den energi som blir till ljus när:

a) en lampa lyser

b) ett stearinljus brinner

c) solen lyser?

2. Avståndet från jorden till solen är 149 600 000 000 m. Hur länge tar det för solens första strålar att nå jorden på morgonen när solen går upp?

3. Vad mäter vi med enheten candela?

4. Ljus är en form av elektromagnetisk vågrörelse. Ta reda på vilken våglängd som synligt ljus har?

5. Stora avstånd i rymden mäts ofta i enheten ljusår. Vad innebär denna enhet?