Gå til hovedindhold

Energi i farver

Hvorfor mon?

  • Hvad er det, der gør, at lys har forskellige farver?
  • Hvordan kan lys have energi?

Inden du starter

Det kan du bruge:

  • Selvlysende stjerner
  • En skærm fra en bærbar computer med power point
  • Et helt mørklagt lokale

Pris pr. forsøg:

1 kr, ved indkøb af selvlysende stjerner til hele klassen på én gang

Tip til indkøb:

Du kan fx købe selvlysende stjerner her

Sådan gør du

  1. Download powerpoint-filen RGB (står for rød-grøn-blå) med HTML-farver her
  2. Opbevar de selvlysende stjerner helt mørkt (fx i en konvolut gemt i en taske) mindst 10 minutter før forsøget udføres.
  3. Åbn power point-filen på computeren og start slide-showet, så man ser den røde farve.
  4. Tag computeren og de mørklagte stjerner med ind i et helt mørklagt lokale. Hvis I ikke har et lokale, der kan mørklægges, så mørklæg et rum med sorte skraldesække for vinduerne, indtil der ikke slipper noget lys ind.
  5. Se filen i fuld skærm, så hele skærmen kun viser farven rød.
  6. Tag jeres selvlysende stjerner frem, og lad skærmen lyse på dem i 5 sekunder.
  7. Se nu, om stjernerne stadig er mørke, eller om de lyser op.
  8. Gentag punkt 5-7 men nu med grøn farve.
  9. Gentag punkt 5-7 men nu med blå farve.

Her kan du se en video med forsøget:

Hvad tror du?

  • Hvilken  forskel er der på, hvilken farve man bruger?
  • Hvorfor tror du, det lige er rød, grøn og blå farver, vi bruger i dette forsøg?
  • Hvordan tror du, et selvlysende materiale fungerer?

Forklaring

Forklaringen, på hvordan det her virker, deler vi op i to forskellige forklaringer. En der forklarer hvad lys er, og en anden der forklarer, hvordan det selvlysende materiale optager energien i lyset.

Hvad er lys?

Lys kan beskrives som elektromagnetiske bølger. Man kan beskrive en elektromagnetisk bølge ved dens bølgelængde (afstanden fra bølgedal til bølgedal) og dens amplitude (bølgens højde). Du kan se, hvad der er hvad, på figuren nedenfor.

Intensiteten (styrken) af sådan en lysbølge er stor, hvis amplituden er stor. Så der er mere energi i en høj bølge end i en lav.

At lyset har forskellige farver, er i virkeligheden fordi, det har forskellige bølgelængder. Se figuren nedenfor. 

Jo kortere bølgelængderne er, desto mere energi indeholder de. Som man kan se på figuren, er de blå farver derfor de mest energirige synlige farver.

Hvordan optager selvlysende materiale energien i lyset?

Så til anden del af forklaringen; nemlig en lidt forsimplet forklaring af, hvordan et selvlysende materiale fungerer. Når et selvlysende materiale optager lyset, stiger materialets elektroner i energiniveau. Vi siger, at elektronerne exciteres. Det selvlysende materiale optager lys og udsender lys i noget, der nærmest minder om et lille spil. Optager det lys, stiger energiniveauet. Udsender det lys, falder energiniveauet igen.

Energiniveauet kan nu falde tilbage til grundtilstanden ad to veje. Enten ad en hurtig fluorescerende vej (til venstre på figuren). Fluorescens opstår, når materialet belyses af korte bølger. Fluorescerende materialer tilbagekaster lyset med længere bølgelængder. De lyser, så længe der belyses. Almindeligt hvidt papir fluorescerer.

Energiniveauet kan også falde ad en noget langsommere vej, der her er inddelt i 2 trin (til højre på figuren). Her falder energien først et lille hop og derefter et større. Det er i det lidt større hop, at lyset, du kan se, udsendes. Dette kaldes fosforescens, og det er sådan en omvej, selvlysende materialer tager. Fosforescens adskiller sig fra fluorescens ved, at der er tidsforsinkelse mellem belysningen og lysudsendelsen. Plaststjernerne er lavet af  fosforescerende materiale. Omvejen er så langsom, at et selvlysende materiale kan blive ved med at lyse flere minutter - eller endda timer. 

Når vi bruger en computerskærm til at lave dette forsøg, er det fordi, skærmen fungerer ved at sende tre og kun tre farver ud i forskellige kombinationer. Skærmen er opbygget af en masse lysende små prikker, der kaldes pixels. Hver enkelt pixel består af farverne rød, grøn og blå ved siden af hinanden. 

billedkilde

Pixels set tæt på. Sort tekst på hvid baggrund. Hver enkelt pixel består af tre dioder, der udsender farverne rød, grøn og blå. Ved at skrue op og ned for de enkelte farver, kan man lave mange millioner forskellige farver. I dette forsøg udnyttes, at kun en af farverne er tændt af gangen. Blå er den eneste farve, der har energi nok til at få stjernernes energiniveau til at stige.

Vejen til fremtiden

Da CD-afspilleren kom frem, blev mediebranchen revolutioneret, fordi der var meget mere lagerplads på en CD, end der kunne være på en LP. CD’en blev læst med en infrarød laser, der havde en bølgelængde på 780 nm. Senere kom DVD’en på markedet med en endnu større kapacitet end CD’en. DVD’en brugte en rød laser med en bølgelængde på 650 nm. Senest er en blu-ray blevet lanceret - igen med en større kapacitet. Det er fordi, den bruger en blå laser, der har en bølgelængde, som er nede på 405 nm. Dermed kan den aflæse information på et meget mindre område. I fremtiden vil vi formodentlig få laserteknologier med stadig kortere bølgelængder, der kan give endnu større lagringskapaciteter i medierne.

Kilde

Kilde

Søren Storm og Kasper Berthelsen