Ljós sem bylgja

1. Ljós sem bylgja

2. Hvað er ljós? • I.Newton – ljós er straumur agna (um 1704) • T.Young – ljós er bylgja (um 1805) • A.Einstein – ljós hefur eiginleika bylgju og agna (1905)

3. Hvað er ljós? Þrátt fyrir að almennt hafi verið talið fyrir tíma Newtons að ljós væri líkt og hljóð gert úr bylgjum, þá taldi Newton að ljós væri gert úr smáum ögnum. Ljós fer ólíkt hljóði alltaf beint, þ.e. beygir ekki fyrir og horn og varpar skýrum skuggum. Því hegðar ljós sér frekar eins og agnir á ferð.

4. Hvað er ljós? Young sýndi fram á með tveggja raufa tilrauninni að ljós hefur eiginleika bylgja og hlýtur því að vera bylgja.

5. Hvað er ljós? Einstein sýndi fram á að suma eiginleika ljóss er ekki unnt að skýra nema gera ráð fyrir að ljós sé agnir (síðar nefndar ljóseindir). Tvíeðli ljóss merkir að það hefur bæði eiginleika ljóss og bylgja.

6. Bylgjur Bylgjur má flokka eftir sveiflunni sem skapar þær og þá einnig sveiflu agnanna í bylgjunni. • Þverbylgjur – sveiflan er hornrétt á útbreiðslustefnuna • Langsbylgjur – sveiflan er samsíða útbreiðslustefnunnu Dæmi um þverbylgjur og langsbylgjur.

7. Bylgjur Bylgjur má líka flokka eftir því hvort þær þurfa efni til að ferðast í eða ekki. • Bylgjur sem þurfa burðarefni (e. Mechanical waves) - dæmi: vatnsbylgjur, hljóðbylgjur, jarðskjálftabylgjur, áhorfendabylgjur. • Bylgjur sem þurfa ekki burðarefni. Í þessum flokki er aðeins einn hópur bylgja: Rafsegulbylgjur.

8. Bylgjur A = sveifluvídd l = bylgjulengd Tíðni: f = 1/T þar sem T = sveiflutími

9. Eiginleikar bylgja • Endurvarp: a = aðfallshorn e = endurvarpshorn Um endurvarp af sléttum fleti gildir: a = e

10. Eiginleikar bylgja • Bylgjubeygja Bylgjur sem fara framhjá fyrirstöðu geta breitt úr sér handan við hana. Ef hraði bylgjunnar er mikill koma fram skuggar.

11. Eiginleikar bylgja • Bylgjubrot Þegar bylgja fer milli svæða þannig að hraði hennar breytist kemur fram bylgjubrot.

12. Ljósbrot Bylgjubrot fyrir ljós kallast ljósbrot

13. Ljósbrot Ljósbrot kemur fram þegar ljós fer úr lofti í vatn og einnig þegar ljós fer úr vatni í loft. Braut ljósgeislans er sú sama aðeins stefnan breytist

14. Ljósbrot Hvar er fiskurinn?

15. Ljósbrot

16. Orka í bylgjum Orka í rafsegulbylgjum ræðst af tíðni bylgjunnar. Unnt er að reikna orkuna út með: E = h · f þar sem E er orkan, h er Plancksfasti og f er tíðni bylgjunnar. Tíðnin tengist bylgjulengdinni skv. c = · f   = c/f Þar sem  er bylgjulengdin og c er ljóshraði.

17. Rafsegulrófið Rafsegulbylgjunum er raðað eftir orku, tíðni eða bylgjulengd. Þar sem litur ljóss er háður tíðninni raðast ljósið því líka eftir lit.