Licht: davidson licht, peter licht, jc licht

Licht is elektromagnetische straling met een zodanige frequentie dat die waarneembaar is met het menselijk oog of met een nabijgelegen frequentie. Men spreekt van infrarood licht, zichtbaar licht (visueel licht, zichtbaar spectrum enz.) en ultraviolet licht. Infrarood en ultraviolet zijn niet waarneembaar met het menselijk oog,maar worden meestal ook licht genoemd. Woorden als lichtquantum, lichtsnelheid zijn niet geheel juist, omdat men hier spreekt van alle elektromagnetische straling, niet alleen van licht. Elektromagnetische straling, dus ook licht, kan natuurkundig beschreven worden als een deeltje (foton) en als een golf.

Is licht een deeltje of een golf?

Golflengte, amplitude en polarisatie in een lichtgolf

In de 17e eeuw was het Christiaan Huygens die als eerste beweerde dat het licht een golfbeweging was. Hiervoor pleitte het interferentieverschijnsel. Dit werd tegengesproken door Isaac Newton, die stelde dat het licht uit een snelle stroom deeltjes bestond, de zogenaamde fotonen. Dit leidde in die tijd tot een felle discussie, waarin achteraf gezien beiden gelijk hadden. De twee theorieën konden pas worden verenigd met de opkomst van de kwantummechanica. Licht kan zowel opgevat worden als golfverschijnsel als ook als een stroom fotonen (lichtquanta). Het is daarmee niet goed visueel te beschrijven, maar alleen met wiskundige vergelijkingen.

Ontstaan van licht

Als atomen genoeg verhit worden of op een andere manier in een geëxciteerde,aangeslagen toestand terecht komen, kunnen de buitenste elektronen een hoger (excited of in Nederlands geëxciteerd) energieniveau krijgen. Wanneer het elektron terugkeert naar een lager energieniveau, wordt de extra energie in de vorm van een foton (een deeltje met een lading energie, maar vrijwel zonder massa), uitgezonden. De hoeveelheid energie die het deeltje meekrijgt bepaalt de frequentie en de golflengte van de lichtgolf (en daarmee de kleur van het licht).

Lichtsnelheid en bewegingsrichting

Licht plant zich voort door een vacuüm met een snelheid van precies 299 792 458 meter per seconde ( = ca. 300 000 km/s). In een medium als water, lucht of glas kan de snelheid lager zijn. Dit komt door de interactie tussen de elektrische vector van de lichtgolven en de elektronenwolken om de atomen waaruit het medium is opgebouwd.

In de speciale relativiteitstheorie wordt gesteld dat de lichtsnelheid in een vacuüm een universele constante is, die ook niet, zoals voor de formulering van deze theorie in 1905 werd aangenomen, afhangt van de bewegingstoestand van de waarnemer t.o.v. de lichtbron. Experimenteel is deze theorie tot nu toe altijd geverifieerd. Bovengenoemde waarde is nu geen meetwaarde meer, die altijd een zekere meetfout heeft, maar een gedefinieerde natuurkundige constante, gewoonlijk aangeduid met de letter c.

Breking (refractie), weerkaatsing (reflectie) en buiging (diffractie)

Als licht door een transparant medium (zoals lucht, water, of glas) beweegt, wordt de voortplanting vertraagd ten opzichte van vacuum met een factor die brekingsindex wordt genoemd (zie ook: Wet van Snellius).

Als licht door een oppervlak tussen twee media beweegt, kan een deel gereflecteerd worden, dit gebeurt onder dezelfde hoek waarmee het licht inviel.

Als licht door een opening gaat met afmetingen in dezelfde orde van grootte als de golflengte, buigt licht af, zoals watergolven doen. (Zie golfbakexperimenten)

Licht in anisotrope media

In een anisotroop medium zal de lichtsnelheid variëren, afhankelijk van de hoek tussen een transversale Elektrische veldsterktevector van een elektromagnetische golf en een optische as van een kristallijn medium (er kunnen maximaal twee optische assen zijn). Dit is het gemakkelijkst te constateren middels het verschijnsel dubbele breking. Een witte lichtstraal zal zich zelfs bij loodrechte inval opsplitsen in twee witte stralen (dus anders dan dispersie, dat opsplitsing in stralen van verschillende kleuren veroorzaakt, alleen bij schuine inval).

Lichtsterkte

De intensiteit van licht wordt de lichtsterkte genoemd; de eenheid van lichtsterkte is de candela (afgekort cd). De minimum lichtsterkte voor kleurwaarneming bedraagt ongeveer 3 cd/m². Van de zon ontvangen we ongeveer 2 000 000 000 cd/m² (dit heet de zonneconstante) en van de (volle) maan ongeveer 2500 cd/m².

Lichtspectrum

Licht is elektromagnetische straling. De frequenties van lichtgolven vormen een deel van het totale spectrum. Vaak wordt de indeling van het spectrum gedaan op grond van de golflengte, waarmee dan de golflengte in vacuüm wordt bedoeld, aangezien de golflengte afhankelijk is van het medium. Beter is het de frequentie te gebruiken, omdat die niet afhankelijk is van het medium.

Het spectrum van het zichtbare licht

Het zichtbare spectrum van licht heeft een golflengte tussen 380 nm en 780 nm (in een vacuüm). De verschillende golflengten worden door het oog gezien als verschillende kleuren: rood voor de langste golflengte en violet voor de kortste. De grootste gevoeligheid van het menselijk oog ligt bij ca. 550 nm (geelgroen) bij daglicht en bij 500 nm (blauwgroen) bij nacht.

Bij golflengtes boven de 780 nm spreekt men van infrarood licht, bij golflengtes onder de 380 nm van ultraviolet licht. Beide zijn niet door de mens waarneembaar. Sommige dieren kunnen licht(straling) zien die de mens niet met het oog kan waarnemen.

Licht dat bestaat uit lichtgolven met alle dezelfde golflengte/frequentie, heet monochromatisch licht. De kleur die men ziet is de kleur die bij die frequentie hoort. In de natuur komt meestal polychromatisch licht voor, dat bestaat uit golven die verschillende golflengtes hebben. Ook dan ziet het oog maar één kleur, die de "optelsom" is van de verschillende monochromatische kleuren. Als alle golflengtes van het zichtbare deel van het spectrum in min of meer gelijke mate aanwezig zijn, zien we de kleur wit. Combinaties van lichtgolven van complementaire kleuren zullen ook als wit gezien worden. Sommige kleuren, zoals de kleur bruin, kunnen alleen gevormd worden uit combinaties van verschillende golflengtes.

Interferentie en polarisatie van licht

Licht beschreven als een golf. De elektrische (E, rood) en magnetische (M, blauw) velden trillen in loodrecht op elkaar staande richting terwijl de golf zich voortplant. De golflengte is aangegeven met het symbool λ.

Omdat licht als een golf kan worden beschouwd, kan bij licht ook interferentie van golven optreden. Natuurlijk licht bestaat echter uit zoveel verschillende golven, dat interferentie niet opvalt.

Licht dat door interferentie van golven speciale eigenschappen heeft, wordt gepolariseerd licht genoemd. De bekendste vorm van gepolariseerd licht is lineair gepolariseerd licht, waarin alle golven hun amplitudes in dezelfde richting hebben.

Lichtbronnen

Van oudsher is het de zon die voor licht zorgt. Toch kan men zelf licht opwekken. Dit kan met behulp van vuur en met lampen.

Een bron van bijzonder, namelijk coherent, licht is de laser. In de telecommunicatie wordt de glasvezel ingezet om snel grote hoeveelheden gedigitaliseerde informatie te versturen door middel van het verzenden van lichtsignalen opgewekt door een laser. Een van de oudste vormen van telecommunicatie door middel van lichtsignalen maakte gebruik van de semafoor.

Zie ook

Externe links

Meer afbeeldingen die bij dit onderwerp horen, zijn te vinden in de categorie Light van Wikimedia Commons.

More about Licht: davidson licht, peter licht, jc licht, daniel licht, lanze licht und, kinderbibliothek kleine licht meyers, jeremy licht, j c licht, davidson licht jeweler,

Licht

Inhoud