Fakta om ljus

Ljuset har en grundläggande betydelse som energi- och informationsbärare. Ljusstrålning är det som möjliggör vårt seende och ljusstrålningen från solen är jordens viktigaste värmekälla. Ljuset är också grunden till nästan allt liv på jorden via växternas fotosyntes, där solljuset används som energikälla när växterna omvandlar koldioxid och vatten till biomassa. Vi tillgodogör oss solens energi genom odling av växter och nu börjar vi även nyttiggöra solljusets fysiska energi direkt via solceller.

Ljus som fenomen

Ljus är elektromagnetisk strålning i det för ögat känsliga våglängdsområdet, 390 – 770 nanometer. Även närliggande våglängder brukar inkluderas i begreppet ljus, trots att de inte kan uppfattas av ögat, exempelvis infrarött ljus som har längre våglängder och ultraviolett ljus som har kortare våglängder. Man talar också om synkrotronljus även när dess våglängd ligger långt utanför det synliga området.

Ljus utsänds när exciterade atomer gör sig av med sin överskottsenergi. Detta sker i en mängd fysikaliska, kemiska och biologiska processer. Vissa föremål som exempelvis solen, lampor och stearinljus producerar själva sitt ljus. De flesta föremål syns emellertid bara då ljus från annat håll träffar dem och återsänds, reflekteras, från föremålet.

Ljus kan av en fysiker beskrivas både som en vågrörelse och som en partikel, en foton. Det är vi själva som väljer hur vi vill beskriva ljuset. I kvantmekaniken förenas de båda beskrivningarna: ljuset är både en partikelström och en vågrörelse.

Ljusets utbredningsfart i vakuum är 300 000 kilometer per sekund. Farten är konstant och oberoende av om ljuskällan rör sig eller inte. Farten ändras när ljuset går genom ett material. Gaser minskar farten obetydligt medan exempelvis glas reduce

rar farten med upp mot 50 %. Att ljusfarten ändras vid övergång mellan olika material leder till fenomen som ljusets brytning.

Fysikaliska fenomen som brytning, böjning och interferens förklaras med hjälp av vågrörelsemodellen för ljus. När vi däremot beskriver fotoelektriska, fotokemiska eller fotobiologiska förlopp använder vi foton-modellen. I dessa processer är det just den enskilda fotonens växelverkan med en atom eller en molekyl som beskrivs, och energin hos fotonen är därför avgörande.

Text: Pia Romare

Foto: Catrin Jakobsson

Fakta hämtat från: Flervetenskaplig Ljusforskning, Pufendorf Institute Report Series No 1

Fakta

Excitera

En atom exciteras när den tar upp/lagrar energi genom att flytta sina elektroner till ett mer energirikt läge (i allmänhet längre från atomkärnan).

Ljusets böjning

En vågrörelses beteende vid en skarp kant eller spalt.

 

Interferens

Ett fenomen som uppträder vid samverkan mellan två eller flera vågrörelser, det vill säga att när vågor möts kan de förstärka, försvaga eller släcka ut varandra.