Synligt ljus, som färdas svimlande 186,282 miles per sekund genom rymden, är bara en del av ljusets breda spektrum, som omfattar all elektromagnetisk strålning. Vi kan upptäcka synligt ljus på grund av konformade celler i våra ögon som är känsliga för våglängderna hos vissa former av ljus. Andra ljusformer är osynliga för människor eftersom deras våglängder är antingen för små eller för stora för att detekteras av våra ögon.
Den dolda naturen av vitt ljus
Vad vi kallar vitt ljus är inte en enda färg alls utan hela spektrumet av synligt ljus. Under större delen av mänsklighetens historia var det vita ljusets natur helt okänd. Det var inte förrän på 1660-talet som Sir Isaac Newton upptäckte sanningen bakom vitt ljus med hjälp av prismer - triangulära glasstänger - för att bryta ljuset i alla dess olika färger och sedan montera om dem igen om igen.
När vitt ljus går genom ett prisma separeras dess komponentfärger och avslöjar rött, orange, gult, grönt, blått, indigo och violett. Det är samma effekt som du ser när ljus passerar genom vattendroppar och skapar en regnbåge på himlen. När de separerade färgerna lyser igenom ett andra prisma föras de samman igen för att bilda en enda stråle av vitt ljus.
Ljusspektrumet
Vitt ljus och alla regnbågens färger representerar en liten del av det elektromagnetiska spektrumet, men de är de enda former av ljus vi kan se på grund av deras våglängder. Människor kan bara upptäcka våglängder mellan 380 och 700 nanometer. Violett har den kortaste våglängden vi kan se, medan röd har den största.
Medan vi normalt inte kallar andra former av elektromagnetisk strålning är det liten skillnad mellan dem. Infrarött ljus ligger precis utanför vår vision med en våglängd större än rött ljus. Endast med instrument som nattsiktsglasögon kan vi upptäcka det infraröda ljuset som genereras av vår hud och andra värmeemitterande föremål. På andra sidan det synliga spektrumet är ultraviolett ljus, röntgenstrålar och gammastrålar mindre än violetta ljusvågor.
Ljusfärg och energi
Ljusfärg bestäms vanligtvis av energin som produceras av källan som släpper ut den. Ju varmare ett objekt är, desto mer energi strålar det ut, vilket resulterar i ljus med kortare våglängder. Kylare föremål skapar ljus med längre våglängder. Till exempel, om du avfyrar en blåslampa, kommer du att upptäcka att dess låga först är röd, men när du sätter upp den blir färgen blå.
På samma sätt avger stjärnor stjärnor olika ljusfärger på grund av deras temperaturer. Solens yta har en temperatur runt 5500 grader Celsius, vilket gör att den avger ett gulaktigt ljus. En stjärna med en kallare temperatur på 3000 C, som Betelgeuse, avger rött ljus. Hetare stjärnor som Rigel, med en yttemperatur på 12 000 C, avger blått ljus.
Ljusets dubbla natur
Experiment med ljus i början av 1900-talet avslöjade att ljuset hade två naturer. De flesta experiment visade att ljus beter sig som en våg. Till exempel, när du lyser ljus genom en mycket smal slits, expanderar den som en våg gör. I ett annat experiment kallas emellertid den fotoelektriska effekten, när du lyser violett ljus på natriummetall matar metall ut elektroner, vilket tyder på att ljus är gjord av partiklar som kallas fotoner.
I själva verket beter sig ljus som både en partikel och en våg och verkar förändra sin natur baserat på vilket experiment du genomför. I det nu kända experimentet med två slitsar, när ljus möter två slitsar i en enda barriär, beter sig det som en partikel när du letar efter partiklar men beter sig också som en våg om du letar efter vågor.