Ugens Lyse Idé

Her vil du hver uge finde en ny, spændende idé, du kan bruge i undervisningen eller lege med hjemme.

bullet

Hvis din skole har licens til Ahorn Science Univers, kan du se og downloade de 157 tidligere udgivne tips.

Uge 49, 2001

Det kolde lys og det varme

Luminescens og lys fra glødende legemer er gjort af samme "stof", nemlig fotoner, men lyset fremkaldes på to vidt forskellige måder.

Den "udgave" af lys, vi nok fortæller mest om i fysik, er den, der fremkommer ved elektronspring.
Den typiske direkte lyskilde er her lysstofrøret el "el-sparepæren".

En elektron exciteres - dvs. får en kraftig påvirkning, der tilfører den energi, så den springer ud i en bane uden for dens nuværende.

 

I de fleste tilfælde hopper den tilbage meget snart, en brøkdel af et sekund efter excitationen. Det ser vi fx ved den almindelige infrarøde udstråling fra en belyst overflade.

Er den lidt forsinket, virker materialet "selvlysende" eller fluorescerende.

Er tilbagespringet meget forsinket (flere minutter eller timer), er stoffet fosforescerende. 

Luminescensens  karakter afhænger af de implicerede stoffers natur. I lysstofrør afhænger det udsendte lys af, hvilke stoffer glasset er belagt med indvendigt og ikke  af, hvor stærk strøm, der går gennem røret. Hvert stof udsender sit karakteristiske lys, og med et prisme eller et optisk gitter

I naturen er det en beskeden del af de direkte lyskilder, hvor fotonerne frembringes ved elektronspring (lygtemænd, ildfluer, sankthansorm, lyn). 

 

Her er det langt mere almindeligt, at lys stammer fra varme stoffer, som fx de antændte stearindampe på billedet til højre eller glødetråden nedenfor.
Fotoner afgives, når elektriske partikler bremses. Jo kraftigere decelerationen er, desto mere energi får de afgivne fotoner, og jo mere kortbølget er den tilsvarende elektromagnetiske stråling. 
I det varme stof svinger både molekyler, elektroner og ioner. De elektriske partiklers hulter-til-bulter-svingninger svarer til ustandselige accelerationer af alle mulige størrelser. Derfor udsendes fotoner med tilsvarende forskellige energier - det sammenhængende spektrum dannes.
Jo varmere, jo voldsommere accelerationer, og des mere forskydes spektret mod kortbølget lys.

 

Med vores syn opfatter vi kun fotoner med en energi inden for et vist interval - eller i bølgesprog elektromagnetisk stråling inden for et begrænset spektrum.

Lys fra varme legemer danner et sammenhængende spektrum

 

I mange sammenhænge "decelerer vi ladninger" - et par eksempler:

bulletI elektriske svingningskredse, så de udsender meget energifattige fotoner - ja, vi opgiver som regel at bruge partikelteorien, når vi beskriver den form for elektromagnetiske fænomener (radio, tv, radar, mikrobølgeovn). 
bulletI røntgenrør, hvor kraftig nedbremsning af meget hurtige elektroner betyder betyder udsendelse af højenergi-fotoner, røntgenstråler

Grænsetilfælde er altid sjove at opsøge og lærerige at lave tankespind over:

bullet

Min elektrisk ladede flamingokugle  svinger i sin sytråd frem og tilbage. Udsender systemet elektromagnetiske bølger og dermed fotoner? Kan fænomenet overhovedet overføres til makroplanet?

Besøg Ahorn Undervisning!

Har du kommentarer - eller andre lyse ideer - så send os en e-mail:
ahorn@ahorn.dk