Hvilke principper for fysik gælder for lys?

Bølgeegenskaber:

* Superposition: Bølger kan forstyrre hinanden, hvilket resulterer i konstruktive (amplificerede) eller destruktive (annullerede) interferensmønstre. Dette er tydeligt i fænomener som Youngs dobbelt spalteeksperiment.

* diffraktion: Bølger bøjer sig omkring forhindringer, hvilket får lys til at sprede sig, når det passerer gennem smalle åbninger. Derfor ser vi de uklare kanter af skygger.

* Brydning: Bølger skifter retning, når man passerer fra et medium til et andet (f.eks. Luft til vand). Dette er grunden til, at genstande forekommer forvrænget under vandet.

* Reflektion: Bølger hopper ud af overflader, med forekomstens vinkel svarende til refleksionsvinklen. Sådan fungerer spejle.

* polarisering: Bølger kan vibrere i en bestemt retning, kendt som polarisering. Dette bruges i solbriller og 3D -film.

Partikelegenskaber (bølgepartikel dualitet):

* foton: Lys er også sammensat af diskrete energipakker kaldet fotoner, der udviser partikellignende opførsel. Dette demonstreres i den fotoelektriske effekt, hvor lys kan slå elektroner fra en metaloverflade.

* Kvantisering af energi: Energien fra en foton er direkte proportional med dens frekvens, som beskrevet af Plancks ligning (E =Hν). Dette betyder, at lys kommer i specifikke energiniveauer.

* momentum: Fotoner bærer fart, hvorfor lys kan udøve en kraft på genstande (f.eks. Lysets tryk på et solsejl).

Andre principper:

* lyshastighed: Lys bevæger sig med en konstant hastighed i et vakuum, betegnet med symbolet "C", som er ca. 299.792.458 meter i sekundet.

* Doppler -effekt: Hyppigheden af ​​lysbølger ændres afhængigt af den relative bevægelse mellem kilden og observatøren. Dette er kendt som Doppler -effekten og er ansvarlig for rødskift og blueshift af lys fra fjerne galakser.

* Elektromagnetisk spektrum: Lys er kun en lille del af det elektromagnetiske spektrum, der inkluderer en lang række frekvenser fra radiobølger til gammastråler.

* Særlig relativitet: Einsteins teori om særlig relativitet dikterer, at lysets hastighed er konstant for alle observatører, uanset deres relative bevægelse. Dette har dybe konsekvenser for arten af ​​rum og tid.

Disse principper er sammenkoblet og hjælper os med at forstå den fascinerende opførsel af lys, hvilket gør det muligt for os at udvikle teknologier som lasere, teleskoper og optiske fibre.