fény
(látható spektrum, fényforrások)

Az elektromágneses hullámoknak az emberi szem által érzékelhető, tartománya a látható fény (látható spektrum).

Látható fény a vegyértékelektron-átmeneteknél keletkezik, az alábbi animációban látható módon.

A képre kattintva az atommag körül mozgó elektron egy nagyobb energiájú pályára ugrik, majd onnan visszazuhanva egy fotont bocsát ki. A képre újra rákattintva visszaáll a kiinduló helyzetbe. A keletkező foton hullámhossza az energiaszintek különbségétől függ. A gerjesztés történhet pl. hő hatására, vagy egy másik foton által.

Vákuumban közel 300 000 km/s sebességgel, sugárzásként terjed.
Kettős jellegű anyagi jelenség:
- egyrészt az elektromágneses tér hullámszerűen terjedő állapotváltozása
- másrészt fotonoknak, energiával és impulzussal bíró, az anyaggal kölcsönhatásba lépő részecskéknek az áramlása.

A különböző hullámhosszúságú fénysugarakat az ember különböző színekként érzékeli.
A fehér fény különböző hullámhosszú fényekből (színekből) tevődik össze. Ha egy fehér fénynyalábot egy prizmávalszétbontunk.
Az egyszínű fényt monokromatikusnak nevezik. E meghatározással néha egyetlen, azonos hullámhosszot jelölnek, ami azonban megvalósíthatatlan. A legjobb monokromatikus fényforrás a lézer.

Hullámhosszban a megközelítőleg 3,8 x 10^-7 m-től (ibolya) 7,8 x 10^-7 m-ig (vörös) terjedő elektromágneses hullámokat (az ennek megfelelő 7,7 x 10¹⁴ Hz, ill. 3,8 x 10¹⁴ Hz közötti frekvenciákat) tartalmazza.

Azt, hogy a fény elektromágneses hullám, James Clerk Maxwell mondta ki, amikor az elektromágneses hullámok sebességére kizárólag elektromos és mágneses mennyiségeket használva a fény sebességével (2,998 x l0⁸ m/s) egyező értéket kapott.
A fény és anyag kölcsönhatása (elsősorban a fényelektromos hatás) azt mutatja, hogy a fény meghatározott energiájú részecskék (fotonok) sokaságának is tekinthető; a fényhullám polarizációs tulajdonságai ekkor a fotonok spinjével hozhatók kapcsolatba.

A polarizáció jelenségei: a polarizátor csak a függőleges rezgéseket engedi tovább, a második, optikailag aktív szűrő pedig elforgatja a rezgés síkját .

A modern felfogás szerint a fény kettős természetű (hullám és részecske), és tulajdonságai a kvantumelmélettel írhatók le.
A geometriai optikában (pl. lencserendszerek) a fény egyenes vonalban haladó sugárnak tekinthető. Ha ezek átlátszatlan tárgyat érnek, a tárgy árnyékot vet, átlátszó, de különböző törésmutatójú közegek határán a sugarak megtörnek.

Kicsit szemléletesebben foglalkozom az elektromágneses hullámokkal az érdekességek Elekromágneses hullámok - Energiaspektrum címszónál.

Fényforrások

Számtalan forrásból származhat fény.
A villanykörték elektromosan hevített izzószállal termelnek fényt; hőenergia okozza az izzószálban az atomok és ionok mozgását, amely az izzószál hőmérsékletétől függő frekvenciaspektrumú hősugárzást eredményez.
Néhány száz °C-os izzószál-hőmérsékletnél a keletkezett sugárzás legnagyobbrészt infravörös, nagyobb hőmérsékletek esetében (a háztartási izzóknál kb. 3000 °C) fény jön létre.

A kisülőlámpák és a közéjük tartozó fémgőzlámpák, mint például a képen látható higanygőzlámpa a gáztérben kialakuló elektromos kisülés útján termel fényt.
A fénycsövekben is elektromosan gerjesztik a töltőgázt és ennek eredményeként ibolyántúli sugárzás keletkezik. Az ultraibolya sugárzás az üvegcső belső falának foszforbevonatát látható fény kibocsátására gerjeszti.

Elektromos kisülésekkor gázokban (pl. neon) vagy anyagok hevítésekor gyakran keletkezik jellegzetes színképű fény. Ez az anyag atomi szerkezetével áll kapcsolatban, és a kvantumelmélettel magyarázható. Az atomszínkép meghatározott frekvenciákat tartalmazó elektromágneses sugárzás, jellegzetesen fény, amely a sugárzást kibocsátó, ill. elnyelő atomra jellemző.

Lexikonomban nagyon sok fényforrás, pl. az egyre inkább egyeduralkodó LED-es fényforrások megtalálhatók a Szójegyék keresőmezőjébe a fényforrás keresőszót beírva.

Felhasznált irodalom