Science >> Wetenschap >  >> Natuur

Welk bewijs is er dat licht een golfachtige aard heeft?

Er is een schat aan bewijs dat de golfachtige aard van licht aantoont. Hier zijn enkele van de meest prominente voorbeelden:

1. Diffractie: Wanneer licht door een smalle opening of rond een obstakel gaat, verspreidt deze zich en creëert het interferentiepatronen. Dit fenomeen, bekend als diffractie , is een kenmerk van golven.

* Experiment: Schijn een laserstraal door een smalle spleet. Je observeert een patroon van heldere en donkere banden op een scherm achter de spleet, wat het diffractiepatroon is. Dit patroon kan niet worden verklaard door licht dat in rechte lijnen reist.

* dagelijks voorbeeld: De manier waarop zonlicht door openingen in gordijnen of de glinsterende kleuren stroomt die je in een zeepbel ziet, zijn beide voorbeelden van diffractie.

2. Interferentie: Wanneer twee golven bijeenkomen, kunnen ze elkaar versterken (constructieve interferentie) of elkaar annuleren (destructieve interferentie). Licht vertoont dit gedrag.

* Experiment: Schijn twee coherente lichtbronnen (bijv. Laserstralen) op een scherm. Je ziet een patroon van afwisselend heldere en donkere banden, bekend als interferentie franjes . Dit patroon is het bewijs van de golven die elkaar verstoren.

* dagelijks voorbeeld: De iriserende kleuren gezien in de veren van een pauw of de dunne film van olie op water worden veroorzaakt door interferentie van lichtgolven.

3. Polarisatie: Lichtgolven zijn transversale golven, wat betekent dat de oscillaties loodrecht op de richting van golfvoortplanting optreden. Licht kan worden gepolariseerd, wat betekent dat de oscillaties zijn beperkt tot een specifiek vlak.

* Experiment: Geef ongepolariseerd licht door een polariserend filter. Door het filter kan alleen lichtgolven oscilleren in een specifiek vlak om door te gaan, waardoor gepolariseerd licht wordt gecreëerd. Dit gedrag is kenmerkend voor transversale golven, wat licht is.

* dagelijks voorbeeld: Gepolariseerde zonnebrillen verminderen verblinding door horizontaal gepolariseerd licht te blokkeren, gereflecteerd van oppervlakken zoals water of sneeuw.

4. Doppler -effect: Het Doppler -effect is de verandering in frequentie van een golf vanwege de relatieve beweging tussen de bron en de waarnemer. Licht vertoont dit effect.

* Experiment: Observeer het licht van verre sterrenstelsels. Het licht is roodverschoven (verschoven naar lagere frequenties) omdat de sterrenstelsels van ons weggaan.

* dagelijks voorbeeld: De sirene van een naderende ambulance klinkt hoger gepitcht (hogere frequentie) dan wanneer deze van u weggaat. Dit is het Doppler -effect dat wordt toegepast op geluidsgolven.

5. Het elektromagnetische spectrum: Licht maakt deel uit van het elektromagnetische spectrum, dat golven omvat, variërend van radiogolven tot gammastralen. Al deze golven zijn fundamenteel hetzelfde en verschillen alleen in hun frequentie en golflengte. Dit brede spectrum ondersteunt verder de golfkarakter van licht.

Hoewel licht zich als een golf kan gedragen, zijn er ook situaties waarin het deeltjesachtige eigenschappen vertoont (fotonen). Deze dubbele aard van licht staat bekend als dualiteit van golfdeeltjes , een centraal concept in kwantummechanica.