Hvað er ljós?

Ljós vísar til lítillar tíðnisviðs sem er sýnilegt mönnum auga meðal stærri rafsegulgeislunar (EM) geislaskala. Flestar EM bylgjur sveiflast með þeim hraða sem menn geta ekki greint sjónrænt. Þessu er hægt að bera saman við hund flautu með tón sem mannleg eyru geta ekki heyrt. Á sama hátt geta sum dýr séð EM tíðni sem menn geta ekki. Býflugur sjáðu til dæmis í útfjólubláu sviðinu (UV) til að ná út mynstrum í blómum sem eru aðeins sýnileg með UV-útbúinni sjón.

EM geislun er rafsvið með segulmætti sem breiðist út frá einum stað til annars eða geislar út á við. EM geislun er bylgja með tíðni og amplitude. Tíðni vísar til þess hversu margar bylgjur fara framhjá kyrrstæðum stað á sekúndu, en amplitude mælir hæð bylgju. Sýnilegt ljós hefur bylgjulengd 400 til 700 nanómetrar. Til að setja þetta í samhengi er nanómetri einn milljarði úr metra (einn milljarði úr 3,281 fet).

Ljós hefur mismunandi eiginleika eftir amplitude og bylgjulengd. Lengri bylgjur, eða lægri tíðni, hafa í för með sér rautt ljós en styttri öldur, eða hærri tíðni, leiða til blátt. Rauður er á öðrum ysta enda sýnilegu litrófsins en blátt eða fjólublátt ljós er á hinu. Rétt handan við bláa / fjólubláa litrófið eru öfgafullar stuttbylgjur sem kallast útfjólubláar. Þetta bara sýnilega og nálægt sýnilega ljós er einnig kallað High Energy Ultra Violet (HEV) ljós.

Í ysta enda bláa litrófsins verður mest af geisluninni ósýnilegur, sem leiðir til lítils fjólublátt ljós, einnig kallað svart ljós. Þessi bylgjulengd hefur áhugaverða eiginleika að því leyti að ákveðin litarefni taka upp aukalega geislun sem ekki er hægt að sjá og veldur því að þessi litarefni geisla frá sér orku og ljóma. Eitt dæmi er veggspjald með svörtu ljósi. Nokkuð styttri bylgjulengdir framleiða svart ljós sem notað er í refsilækningum til að blómstra líkamsvökva eins og þvag og blóð. Handan UV geislunar á EM mælikvarða eru röntgengeislar og gamma geislar. Cosmic geislar, þegar þeir eru með, falla hér; þrátt fyrir að margir vísindamenn telji að Cosmic geislar tilheyri ekki tæknilega í EM litrófinu.

Andstæða enda sýnilegu litrófsins fer út fyrir rautt til innrautt. Infra er latína fyrir „hér að neðan“, þannig að innrautt röddu þýðir bókstaflega „undir rauðu“. Innrautt ljós er notað fyrir nætursjónarmyndavélar og hitauppstreymi. Í þessari bylgjulengd virðast hlýir hlutir bjartari en kaldir hlutir. Innrautt er einnig notað til skammdrægs nets tölvujaðartækja með IRDA-forskriftinni. Eftir því sem bylgjulengdir halda áfram að aukast, náum við örbylgjur, eftir útvarpsbylgjum og að lokum útvarpsbylgjunni.

Þó að ljósi sé oft lýst sem bylgju hefur það tvíþætt eðli samkvæmt skammtaeðlisfræði. Eðlisfræði lýsir ljósi sem ljóseindir, eða massalausar orkuagnir sem stundum geta hagað sér eins og bylgja. Hvort sem bylgja, ögn eða titrandi „strengur“, eins og súrsóknarkenningin gefur til kynna, í lofttæmi fer öll EM geislun á stöðugum hraða 186.282 mílur á sekúndu, eða 299.792.458 metrar á sekúndu. Ljósár er því fjarlægðin sem ljós getur ferðast á ári. Næsta stjarna, Alpha Centauri, er fjögur ljósár í burtu.