Ljus är en form av energi gjord av fotoner. Fotoner är den minsta enheten av synligt ljus. Vet du att ljuset är det snabbaste i universum? Eftersom ljus består av masslösa partiklar som kallas fotoner som gör att det kan vara det snabbaste i universum. Ljus färdas i ett vakuum med 300 000 km per sekund. Ljus är unikt då det finns i två väldigt olika former samtidigt. En form är små partiklar som kallas fotoner. Den andra formen är vågor. Det enklaste sättet att tänka på ljus är som vågor.
Ljus kommer att färdas i en helt rak linje tills det träffar ett föremål som kommer att böja det eller reflektera det. Denna egenskap hos ljus som färdas i en rak linje kallas rätlinjig utbredning av ljus.
Har du någonsin lagt märke till ljusstrålen som kommer in i ditt mörkrum genom ett litet hål? Ja, du kommer att se ljusstrålen färdas i en rak linje.
Låt oss utföra några grundläggande experiment för att bevisa att ljus färdas i en rak linje.
Experiment 1:
Föremål som behövs: Ljus, tändsticka och ett litet ihåligt rakt rör och ett litet ihåligt böjt rör.
Tänd ljuset och titta på ljusets låga genom det raka röret. Här syns levande ljus.
Låt oss nu försöka titta på lågan genom det böjda röret. Lågan kommer nu inte att vara synlig för oss.
Observera: Flamman är inte synlig genom det krökta röret. Detta experiment bevisar att ljus färdas i en rak linje och blockeras om det möter något hinder i vägen.
Experiment 2:
Föremål som behövs: Tre identiska skärmar och ett ljus.
Slå hål i mitten av dessa tre skärmar och montera dem på ett bord bakom varandra enligt bilden nedan. Håll ljuset på ena sidan av dessa skärmar och titta igenom den andra sidan av de tre skärmarna.
1.Försök att titta på ljuslågan. Justera skärmhålen och ljuset så att du kan se lågan passera genom dessa skärmar.
2. Skjut nu någon av skärmarna i sidled och försök se ljusslågan. Det kommer inte att synas.
Observation: När alla tre hålen och lågan är i samma linje, då är lågan synlig för oss. Så snart en av skärmarna bryter inriktningen är lågan inte synlig. Detta är endast möjligt när ljuset färdades i en rak bana och inte i sicksack.
1. Bildande av skuggor: När ljuset hindras av en ogenomskinlig substans bildas en skugga. Det har samma form som föremålet även om det kan ha en annan storlek.
2. Bildandet av förmörkelsen: En annan konsekvens av att ljus färdas i en rak bana är förekomsten av sol- och månförmörkelsen. Ser du varför jorden, månen och solen måste vara i en rak linje för att orsaka en solförmörkelse? Ljuset från solen kan inte böjas runt månen. Om solljus inte kan nå dina ögon, kan du inte se solen.
3. Bildandet av dag och natt: Om solstrålarna inte följer en rätlinjig väg så skulle ljuset ha krökt sig runt jorden och det skulle ha varit solljus under natten.
4. Pinhole-kamera: Pinhole-kamera är baserad på rätlinjig utbredning av ljus. Låt oss se hur det fungerar. En pinhole-kamera är en enkel anordning som består av en liten låda som är målad svart på insidan och har ett litet hål i storleken som en stift i ena änden. I andra änden finns en skärm av kalkerpapper eller frostat glas för visning. Om du vänder sidan med hålet mot ett avlägset träd eller ett ljus kanske och sedan tittar på skärmen i motsatta änden, kommer du att se en bild. Bilden kan vara suddig beroende på hur långt bort eller nära objektet är. Men det intressanta med bilden är att den är upp och ner, eller som vi säger inom fysiken, bilden är inverterad. Denna inversion är det som är ett bevis på att ljus färdas i raka linjer.
Ljus färdas från toppen av trädet (punkt A) och faller på punkt X på skärmen. Strålar från botten av trädet (punkt B) faller på Y. XY är alltså den förminskade inverterade bilden av trädet på skärmen. Om skärmen ersätts av en fotografisk film kan ett fotografi av trädet tas.
Hur kan ljusets väg förändras?
Nedan följer anledningarna till att ljuset avviker från sin raka väg:
(i) Den träffar ytan och studsar tillbaka. Detta kallas reflektion.
(ii) Det passerar från ett transparent medium till ett annat och ändrar riktning, till exempel när ljus passerar från luft till vatten ändrar det hastighet, vilket gör att ljuset böjs. Detta kallas refraktion.
(iii) Ljus kommer in i ett föremål men passerar inte igenom. Svarta ytor absorberar nästan allt ljus. Detta kallas absorption.
