page2
Nimeni:
2/2
Valon tuottaminen | valo ja lämpö
Photonics Explorer | WS 06.2 Lämmin valo
Et ehkä yllättynyt nähdessäsi metallin hehkuvan. Mutta miksi metalli alkaa emittoida valoa kun sitä lämmitetään? Miksi väri muuttuu?
3
!
Vaikka tätä ilmiötä on havainnoitu jo tuhansia vuosia, vasta vähän yli 100 vuotta sitten Max Planck antoi tyydyttävän selityksen: Lämmittämällä metallia annamme sille energiaa: Mitä enemmän lämmitämme, sitä enemmän metallin atomit värähtelevät paikallaan hilassa. Luovuttaakseen ylimääräistä energiaa, eli jäähtyäkseen metalliatomit emittoivat pieniä energiapaketteja valona. Näitä paketteja kutsutaan fotoneiksi. Fotonin energia riippuu puhtaasti valon taajuudesta.
Käytä diffraktiohilaa tutkiaksesi hehkulampun ja ledien spektrejä. Millaisen eron huomaat spektreissä? Millaisia ne ovat suhteessa kuumaan metalliin?
5
Onko korkeamman taajuuden fotonilla enemmän energiaa kuin matalamman taajuuden fotonilla? Vai onko se toisin päin?
4
Pystyt vastaamaan tähän kysymykseen kun tutkit tarkasti metallin jäähtymistä ja valon emittoitumista. Diffraktiohilan avulla pystyt jakamaan eri valon taajuudet toisistaan.
Pidä diffraktiohilaa lähellä silmääsi siten, että kehyksen reuna peittää hehkuvan metallin. Sinisellä valolla on korkein taajuus (ja lyhin aallonpituus) kun taas punaisella valolla näkyvän spektrin toisessa päässä on matalin taajuus (ja suurin aallonpituus). Tarkastele mitä spektrille tapahtuu kun metalli jäähtyy ja lakkaa hehkumasta. Kirjaa havainnot alle.
Millaisiin johtopäätöksiin havaintosi perusteella päädyt? Onko korkeamman vai matalamman taajuuden fotoneilla enemmän energiaa? Pystytkö perustelemaan johtopäätöksesi?
Selvästikin punaisen, vihreän ja sinisen ledin emittoimilla fotoneilla on eri suuruinen määrä energiaa. Kosketa ledejä: pystytkö havaitsemaan lämpötilaeroja?
Millaisen johtopäätöksen vedät havaintojesi perusteella siitä, miten valo tuotetaan eri valonlähteissä?