Atomfysik och kärnfysik Olika sorters ljus

När vi har arbetat med det här området ska du känna till hur atomernas elektronskal är ordnade förstå hur ljusets olika färger uppkommer känna till olika sorters strålning veta vad röntgenstrålning är.

Elektroner och ljus Ni känner redan till att elektroner rör sig runt atomkärnan på olika avstånd från kärnan i elektronskal. Nu ska vi titta närmare på vad som händer när elektroner rör sig från ett skal till ett annat. Det är nämligen dessa elektronhopp som gör att ett ämne kan skicka ut ljus.

Väteatomen Väteatomen har en elektron som normalt sett befinner sig i innersta skalet, K-skalet. De andra skalen är tomma, men man kan tänka sig att skalen finns där i alla fall. Om väteatomen får energi utifrån så kan elektronen ta upp denna energi. Den har då för mycket energi för att stanna kvar i det skalet och hoppar ut till ett annat skal. Ju mer energi som tillförs, desto längre ut hoppar elektronen. Nu säger man att atomen är exciterad.

Exciterade atomer och fotoner Exciterade atomer är ofta mycket instabila och mycket snabbt återvänder elektronen tillbaka till ursprungsskalet. När elektronen återvänder har den för mycket energi och måste göra sig av med denna energi. Den sänder då ut denna energi i form av en s.k. foton. När den gör det uppfattar vi detta som ljus

Olika hopp ger olika färger Ljus kan beskrivas som en svärm av partiklar – fotoner. Dessa fotoner kan sägas vara små energipaket. Ju mer energi som tillförts atomen, desto längre ut hoppar elektronen. När sedan elektronen ska göra sig av med energin igen hoppar den tillbaka till sitt vanliga skal och skickar ut en foton. Ju längre hopp tillbaka elektronen tar, desto mer energi får fotonen som skickas ut. Fotoner med olika mycket energi motsvarar ljus med olika färg. Korta hopp ger rött ljus och längre hopp ger tex blått eller violett ljus.

Så här kan det se ut: Energy

Det icke-synliga ljuset Det ljus vi pratat om är det synliga ljuset. Det finns dock ljus som inte är synligt för ögat. Om tillbakahoppet som elektronen gör är stort skickas det ut så mycket energi att ljuset inte blir synligt.

Exempel på icke-synligt ljus Ultraviolett ljus – UV-ljus – är ett exempel på ljus med mer energi än våra ögon kan uppfatta. Detta förklarar varför UV-ljus kan orsaka hudcancer – det innehåller mycket energi. Om det innehåller ännu mer energi är det ännu farligare. Exempel på detta är röntgenstrålning och gammastrålning. Röntgenstrålning används bl.a. inom sjukvården. Gammastrålning är en form av radioaktiv strålning och är mycket farlig.

Strålning som innehåller mindre energi är det synliga ljuset; Infrarött ljus är det ljus vi använder oss av i bl.a. fjärrkontroller och i infravärmare på altaner och uteserveringar. Mikrovågor – används till radar och i mikrovågsugnar. Radiovågor används vid radiokommunikation.

Röntgen Röntgenstrålning har mycket hög energi och kan gå rakt igenom många material som vanligt ljus inte kan gå igenom. Detta använder man sig av vid sjukhus och hos tandläkare. Röntgenstrålarna kan nämligen ta sig igenom hud och muskler men stoppas av de stora kalciumatomerna i skelettet. När man tar en röntgenbild får strålningen gå rakt igenom patienten och träffa en fotografisk film. Där strålningen tar sig igenom blir filmen svart, men där det har funnits skelettdelar förblir den vit.

Wilhelm Röntgen, 1845-1923. Upptäckte röntgenstrålningen Det är inte bra att bli utsatt för mycket röntgenstrålning. Det kan så småningom leda till cancer. Det är därför tandläkarna går ut ur rummet när de röntgar. Röntgen avled 1923 av magcancer. Man tror inte att denna cancer berodde på den strålning han utsatte sig för i sitt arbetet. Han utsatte sig bara under korta perioder och var en av de första som använde skyddande blyplåtar.