Licht is een elektromagnetische golf (transversale golf) die trilt loodrecht op de voortplantingsrichting. Echter, licht vertoont ook deeltjeseigenschappen, bekend als fotonen. Dit unieke, duale karakter betekent dat licht zich gedraagt als zowel een golf (interferentie) als een deeltje (energieoverdracht). Natuurkunde.nl +6
Dualistisch betekent dat een deeltje zowel golf- als deeltjes eigenschappen heeft. Bijvoorbeeld: Licht kan beschouwd worden als een stroom fotonen (deeltjeseigenschap) maar heeft ook een golflengte (golfeigenschap).
Wat voor soort golf is licht? Licht is een transversale golf , waarbij de beweging van het deeltje loodrecht staat op de voortplantingsrichting van de golf. Het wordt gevormd door wisselende elektrische en magnetische velden die worden opgewekt door versnellende geladen deeltjes.
De golflengte van zichtbaar licht valt tussen de 400 nm (violet) en 700 nm (rood). In vacuüm plant licht zich altijd voort met dezelfde snelheid. Dit is de lichtsnelheid. Licht bestaat dus uit elektromagnetische golven, die bestaan uit een elektrisch en een magnetisch deel.
Licht plant zich voort (reist) als een golf, en interageert (raakt een muur) als fotonen. Deze golf-deeltjes dualiteit van licht is van toepassing op alles in de fysieke wereld. Lichtgolven zijn elektrische en magnetische velden die zich door de ruimte bewegen.
Het lichtgebied dat het menselijk oog kan zien, wordt het zichtbare lichtgebied genoemd. Als we verder kijken dan het zichtbare lichtgebied, naar langere golflengten, komen we in het infraroodgebied terecht; als we naar kortere golflengten gaan, komen we in het ultraviolette gebied. Beide gebieden zijn niet zichtbaar voor het menselijk oog .
Radiogolven, microgolven, röntgenstralen en vele andere soorten van golven en straling zijn elektromagnetische golven. Ook het licht is een elektromagnetische golf. Hierbij onderscheiden zich licht en radiogolven en alle andere verschijningsvormen van elkaar door hun golflengte.
De zeven soorten elektromagnetische golven, in volgorde van laagste naar hoogste frequentie, zijn als volgt: radiogolven, microgolven, infrarood licht, zichtbaar licht, ultraviolet licht, röntgenstraling en gammastraling .
Lichtgolven hebben een zeer, zeer korte golflengte .
Wereldwijde golf van licht, 15 oktober
Overal ter wereld steken mensen om 19.00 uur lokale tijd een of meerdere kaarsen aan ter nagedachtenis aan de baby('s) die ze hebben verloren .
Licht is zonder enige twijfel een golf!
In 1817 berekende de Engelse natuurkundige Thomas Young (1773-1829) de golflengte van licht aan de hand van een interferentiepatroon. Daarmee ontdekte hij niet alleen dat de golflengte 1 μm (1 μm = een miljoenste van een meter) of minder is, maar verkreeg hij ook inzicht in het feit dat licht een transversale golf is.
We weten dat licht een golf is op basis van hoe het zich gedraagt – het vertoont dezelfde eigenschappen als andere golven die we hebben onderzocht – het interfereert met zichzelf, de intensiteit (helderheid) volgt een omgekeerd kwadratisch verband, enzovoort.
Een foton is geen golf. Het is geen deeltje, geen trillingen op veldlijnen.
Volgens de fysische optica is licht een transversale golf, dat wil zeggen een golf die trilt loodrecht op zijn voortplantingsrichting (de richting van de Poynting-vector). Hij wordt gekarakteriseerd door zijn golflengte, zijn amplitude en zijn fase.
Licht kan worden gekarakteriseerd door een golflengte, frequentie en snelheid; het kan reflecteren, breken, interfereren en diffracteren. In die (en andere) opzichten gedraagt licht zich als een golf. Maar licht heeft ook een bepaalde hoeveelheid energie, afhankelijk van de frequentie, en het heeft ook impuls . In die opzichten gedraagt het zich als een deeltje.
Door het foton te behandelen alsof het een deeltje was in plaats van een golf , kon hij de overdracht van energie en impuls van een energiedeeltje naar een materiedeeltje aantonen. Deze experimenten hielpen het bestaan van fotonen te bevestigen, wat nog steeds niet algemeen aanvaard was.
Kortegolf is een verouderde technologie, die duur en milieubelastend is. Een paar landen houden er nog aan vast, maar de meeste hebben ingezien dat de gloriedagen van de kortegolf voorbij zijn . Religieuze omroepen zullen het nog steeds gebruiken, omdat luistercijfers voor hen niet zo belangrijk zijn.
In de lege ruimte neemt de golf niet af (wordt niet kleiner), hoe ver hij ook reist, omdat de golf met niets anders in wisselwerking staat. Daarom kan licht van verre sterren miljarden lichtjaren door de ruimte reizen en ons op aarde nog steeds bereiken.
Max Planck, een beroemde Duitse wetenschapper, ontdekte in 1900 dat bepaalde metalen vrije elektronen uitstoten wanneer ze in contact komen met licht. Dit experiment had betrekking op het foto-elektrisch effect. Later borduurde Albert Einstein voort op dit experiment en ontdekte hij de deeltjesaard van licht.
Monstergolven worden als zeldzaam beschouwd, maar kunnen potentieel zeer gevaarlijk zijn, omdat ze de spontane vorming van enorme golven kunnen inhouden die de gebruikelijke verwachtingen van scheepsontwerpers ver te boven gaan en de normale capaciteiten van oceaanwaardige schepen, die niet voor dergelijke situaties zijn ontworpen, kunnen overstijgen.
De twee belangrijkste categorieën die worden gebruikt voor de classificatie van golven zijn mechanische golven en elektromagnetische golven . Het onderscheidende kenmerk tussen mechanische golven en elektromagnetische golven is dat mechanische golven een medium nodig hebben om zich doorheen voort te planten, terwijl elektromagnetische golven zich door een vacuüm kunnen voortplanten.
Tsunami's zijn gigantische golven die worden veroorzaakt door aardbevingen of vulkaanuitbarstingen onder de zee. In de diepte van de oceaan nemen tsunami's niet dramatisch in hoogte toe.
Laten we nu eens kijken naar de verschillende soorten straling. Er zijn vier belangrijke soorten straling: alfa, bèta, neutronen en elektromagnetische golven zoals gammastraling . Ze verschillen in massa, energie en hoe diep ze doordringen in mensen en objecten. De eerste is een alfadeeltje.
Omdat de snelheid van elektromagnetische golven, zoals voorspeld door de golfvergelijking, overeenkwam met de gemeten lichtsnelheid, concludeerde Maxwell dat licht zelf een elektromagnetische golf is . Maxwells vergelijkingen werden bevestigd door Heinrich Hertz door middel van experimenten met radiogolven.
De lichtsnelheid (299.792 kilometer per seconde) is de hoogst mogelijke snelheid in de natuur.