Tip:
Highlight text to annotate it
X
Det jeg vil gøre i den her video er at give os
en grundlæggende introduktion til fænomenet lys
Og lys er, det synes jeg i hvert fald, noget mystisk
fordi det på den ene side definerer vores virkelighed
Det er måske den mest definerende karakteristika ved vores virkelighed at
alt det vi ser, måden vi opfatter virkeligheden på er baseret på
at lys reflekteres fra ting, eller bøjer sig omkring ting eller afbøjes omkring ting
også opfattes af vores øjne og som derefter
sender signaler til vores hjerner, som laver modeller af hvordan verden vi ser omkring os
Det er altså næsten en definerende
karakteristika af vores virkelighed. men på den anden side
, når man virkelig går i gang med at eksperimentere med lys og observere det
, så begynder det at have en del mystiske
egenskaber og disse egenskaber er egentlig ikke helt forstået endnu.
Den mest utrolige ting ved lys
...eller, der er faktisk mange utrolige ting ved lys...
men én af de mystiske ting er
at når man virkelig går i dybden med det, og det her gælder faktisk ikke kun for lys,
det gælder faktisk for næsten alting når man
går ned på et småt nok kvantemekanisk niveau,
men lys opfører sig både som bølge OG som partikel
Og det giver nok ikke så meget mening for dig, fordi de
giver ikke engang særlig god mening for mig!
I mit liv er jeg vant til at bestemte ting
opfører sig som bølger, ligesom lydbølger
eller bølger ved havet.
Jeg er også vant til at bestemte ting opfører sig som partikler.
Ligesom...baketballs, eller....ja hvad skal jeg sige...
..eller...min kaffekop! Jeg er ikke vant til at ting
opfører sig som begge dele.
Og det afhænger virkelig af hvilket eksperiment
du laver og hvordan du observer lys.
Når du observerer det som en partikel,
det her det kommer fra Einstein's arbejde med fotoelektrisk effekt.
Jeg ville ikke lige gå til detaljer her, måske i en fremtidig video
når vi begynder at snakke om kvantemekanik.
Du kan se på lys som en række af partikler der bevæger sig ved lysets hastighed
-som jeg vil fortælle mere om om et øjeblik,
Vi kalder de her partikler for FOTONER
Hvis du ser på lys på en andre måder
og dette ser du selv når du ser lysstråler
der brydes af et prisme, så ligner det en bølge.
og den har en bølges egenskaber.
Den har en frekvens og en bølgelængde.
Og ligesom med andre bølger, så er farten af en bølge lig med frekvensen ganget med bølgelængden. v=f*lamda
selv når du ignorerer dette partikel-aspekt af lys
og kun kigger på bølge afspektet af lys, så er det stadig spændende fordi
de fleste bølger har brug for et medie at bevæge sig i
For eksempel: Hvis jeg tænker på hvordan
lyd bevæger sig gennem luft
nu tegner jeg lige nogle luftpartikler
Ser her, luftpartikler
Nu tegner jeg en lydbølge der bevæger sig gennem luftpartiklerne.
Det der sker i en lydbølge er:
Du presser nogle af luftpartiklerne sammen
og de presser dem ved siden af sammen
Og på den måde har du nogle områder i luften der har en højere, jeg vil mene man kan sige, højere pres
og nogle områder der har lavere pres
Det kan du plotte/tegne som graf.
Så vi har et højt pres herovre. Højt pres, lavt pres, højt pres, lavt pres
Og dem her, de støder ind i hinanden og denne her bølge bevæger sig i bund og grund
mod højre, og hvis du ville plotte det/tegne det i som en graf
ville du se denne her bølgeform bevæge sig mod højre
Men det her bygger alt sammen på, eller det er alt sammen på denne energi
der bevæger sig gennem et medie. Jeg er vant til at se at bølger bevæger sig gennem et medie, men LYS HAR IKKE BRUG FOR ET MEDIE!
Lys har ikke brug for et medie
Faktisk er det sådan at lyset bevæger sig hurtigst gennem ingenting, gennem et Vakuum
og det vil bevæge sig med en fart der er så høj at man næsten ikke kan forsestille sig det: 3*10^8 m/s
For at sige det på en anden måde:
Det er 300 milioner meter i sekundet. Eller på en helt anden måde
at tænke på det er: Det ville tage lyset mindre end
en syvendedel af et sekund at bevæge sig rundt om jorden, eller
det ville bevæge sig rund om jorden 7 gange på et sekund.
Så helt utroligt hurtigt. Og det her er ikke kun en superhurtig fart
eller en superhurtig hastighed, det er noget der
fortæller os at lys er noget fundamentalt i vores univers
fordi det netop ikke kun er en super hurtig hastighed, det er DEN hurtigste hastighed,
ikke bare kendt i fysikken, men den hurtigste overhovedet mulig i fysik
Altså noget der er meget uforståeligt for os i vores helt almindelige liv.
Vi forestiller os altid at: "OK, hvis noget bevæger sig med en eller anden hastighed,
måske hvis det er en myre der bevæger sig i samme retning som det et eller andet på toppen af det
så ville den godtnok bevæge sig endnu hurtigere
Men intet kan bevæge sig hurtigere en lysets hastighed.
Det er fuldstændig umuligt ifølge vores nuværende forståelse af fysik.
Så det er altså ikke kun en hurtig hastighed, det er den hurtigste hastighed overhovedet mulig.
Og det her, det er en tilnærmelse
det er faktisk 2.99 et eller andet gange 10 i ottende meter i sekundet
men 3 gange 10 i ottende er en ret god tilnærmelse
Ser vi på det der er inden for det synlige lysspektrum, hvad der er inden for
og ude for det synlige lyspektrum vil jeg forklare lige om lidt.
Du er sikkert bekendt med
farver og måske forestiller du dig dem som farverne i en regnbue
og en regnbue forekommer netop fordi lyset fra solen
, det hvide lys, bliver brudt af de små vand partikler.
Og det kan man se på en tydeligere måde når man ser
lys brydes af et prisme herovre.
Lys har forskellige bølgelængder, men hvidt lys
indeholder alle de synlige bølgelængder
men de forskellige bølgelængder bøjes forskelligt at et prisme
I dette tilfælde vil de højfrekvente bølgelængder
de blå og de violette, blive bøjet mere, det bliver bøjet
Deres retning bliver bøjet mere end de lavfrekvente bølgelængder
altså mere end de røde og orange herovre
Og hvis du vil se på bølgelængderne af lys
så er synligt lys mellem 400 og 700 nanometer.
Des højere frekvens des højere energi har lyset
Og det er faktisk der man begynder at snakke om
kvantemekanikken i lyset
At frekvensen er højere betyder at fotonerne i lyset indeholder højere energi
De har en højere kinetisk energi og er derfor bedre til at slå elektroner af
eller hvad de nu eller skal
Så højere frekvens, lad mig skrive det ned
[Højere frekvens = højere energi]
Jeg bliver ved med at referere til der her "synlige lyse"
Og du vil måske sige "hvad er der udover synligt lys?"
Og det du vil se er at lys kun er en del af
et meget bredere fænomen, som kun er en del af
noget vi observerer
Nu udvider jeg lige diskussionen lidt.
Synligt lys er bare en del af det elektromagnetiske spektrum
Så lys er faktisk bare elektromagnetisk stråling
[Elektromagnetisk stråling]
Og det jeg lige har fortalt jer om lys er at
det har egenskab som bølge og det har egenskab som partikel,
Det er ikke kun noget der gælder synligt lys
dette gælder for al elektromagnetisk stråling
Meget lavfrekvente, eller bølger med lang bølgelængde
det kunne f.eks. være radiobølger
, dem der gør at radion kan nå ud i bilen
dem der lader vores mobiltelefoner
kommunikere med mobiltelefonmaster
Microbølger, dem der får vandmolekyler til at vibrere
så de varmer din mad
infrarøde ståler, som er det din krop udskiller og måden
man kan se mennesker gennem vægge med infrarøde kameraer
Synligt lys....ultraviolet lys, UV-lyset
der kommer fra solen og som giver dig solbrændthed
Røntgenstråler! Den stråling der lader os se gennem
blødt materiale som kød og hud, så vi kan se knoglerne
Gammastråling! Den super høje energi der kommer fra Kvassarer
og andre bestemte typer af fysiske fænomener
Dette er alt sammen eksempler på den samme ting
Vi opfatter bare nogle bestemte frekvenser med vores øjne og det er det der er synligt lys
Og så vil du måske sige: "Hey, Sal hvordan kan det være
vi kun kan se nogle bestemte frekvenser af det her spektrum?
Hvordan kan det være vi kun kan se de frekvenser?"
Og jeg vil forklare det...
Bogstaveligt talt kan vi se de frekvenser med vores øjne
Og grunden, eller mit gæt på en grund er
at det er den frekvens hvor solen smider en masse elektromagnetisk stråling ud
så den oplyser jorden og hvis
du som en art ville opfatte ting
på baggrund af energi, en reflekteret elektromagnetisk energi
så er det meget brugbart at være i stand til at opfatte ting
der hvor der er allermest elektromagnetisk stråling
Så det er muligt at i andre virkeligheder eller på andre planeter
findes arter der kan opfatte mere i den ultraviolette retning
eller i den infrarøde retning
Eller at der måske er nogen på jorden
som opfatter bedre i en eller begge retninger
Men vi ser faktisk rigtig godt i vores del af spektret
lige der hvor solen smider en masse stråling ud til os
Jeg vil slutte her, jeg synes i har fået et ret godt overblik over lys
og hvis der er noget af alt det her der virker lidt svært at forstå
skræmmende eller på nogen måde forvirrende
af denne her bølge-partikel dualitet, så er denne ide om
at flytte energi gennem ingentin
-og det virker virkelig uforståeligt: være ikke begymret
Det virker uforståeligt for selv de bedste fysikere
Så du er faktisk allerede på kant med den ledende fysiske tænkning!