Danmarks Fysik- og Kemilærerforening
Fysik/Kemi Natur/Teknologi

Se lyset – på Jorden og i rummet

Af Mads Kring, undervisnings- og udviklingsansvarlig på Planetarium.

Lys er ikke bare lys. Det hvide synlige lys fra både stjerner og kunstige lyskilder rummer information og farver som det blotte øje ikke kan se. Derfor kan det også være svært at forstå, men med spektroskopi, kan man sprede lyset og se de bølgelængder som lyskilderne udsender.
I spektret mellem 400 og 700nm finder vi det synlige lys, som er de bølgelængder af lys vores øjne kan opfange. Og selvom det kun er en lille del af alle de typer lys vi kender i det elektromagnetiske spektrum, så rummer det synlige lys alligevel uanede mængder information, hvis man kan dechifrere den.
I artiklen er der en byggevejledning til et spektroskop, som man kan gå på opdagelse i lys med.
Der skal udover byggevejledningen bruges en CD-skive, tape/lim og en mobiltelefon.

 

Byg selv et spektroskop.

En af de vigtigste måder at læse lyset og finde ud af hvad det består af, er med spektroskopi, hvor man spreder lyset ud i sine forskellige bølgelængder, hvorved farverne i det hvide lys kommer til syne. Og det er faktisk ikke så besværligt som man skulle tro. Med meget få hjælpemidler, kan du bygge dit eget spektroskop og undersøge de lyskilder vi har her på Jorden.
Følger du dette link, finder du en opskrift på et spektroskop, som du kan folde ud af karton og bruge til at undersøge forskellige lyskilder med din smartphone. Det eneste du skal bruge, er et lille stykke DVD, mørkt karton, en saks, tape og lidt tålmodighed.

Tips og tricks til samling af spektroskopet.

Der er flere ting du skal være opmærksom på, når du folder disse spektroskoper. Den første ting er lysforurening, som både kan komme ind via sprækker i spektroskopet og reflekteres på indersiden af kartonen, hvis den ikke er mørk nok. Derfor er det vigtigt at bruge en mørk karton (fx grøn), folde spektroskopet præcist og klistre det tæt med tape eller lim. Dernæst er det vigtigt, at man har fået skilt DVD’en rigtig ad. Man skal kun bruge det gennemsigtige øverste lag af DVD’en og det er vigtigt at det ikke bliver ridset eller flækker. Hvis der sidder rester af det reflektive lag tilbage på den gennemsigtige del, som du skal bruge til dit spektroskop, er det bedste at prøve med et nyt stykke DVD.
Når spektroskopet er foldet kan du sætte det foran din smartphones kamera og se hvilke bølgelængder forskellige lyskilder består af. Altså hvilket spektrum de giver, når man spreder deres lys. Det giver en umiddelbar fornemmelse for, at lys ikke bare er lys og et godt udgangspunkt for naturfaglige snakke om lysets egenskaber.

Absorptionslinjer og opdagelse af exoplaneter.

En af de mange interessante ting, som astronomien har brugt spektroskopi-analyser til, er at undersøge absorptionslinjer. Fx fandt den tyske fysiker Joseph von Fraunhofer ud af, at solens kontinuerte spektrum havde sorte linjer hvis man kiggede godt efter. Senere fandt blandt andet Robert Bunsen ud af, at disse sorte linjer, var tegn på at lys blev absorberet af bestemte grundstoffer i solens atmosfære (fotosfæren).

Det synlige spektrum med Fraunhofers absorptionslinjer.

De seneste mange år har man blandt andet brugt det synlige lys til at opdage exoplaneter med den såkaldte transitmetode, hvor et fald i lysintensitet angiver, at en planet passerer sin stjerne. Når dette sker, gennemlyses planetens atmosfære og det lys, der kommer igennem kan man analysere. Her er det igen absorptionslinjerne man er interesseret i, men ikke kun i spektret for det synlige lys. Det er nemlig i det infrarøde spektrum, at man kan se absorptionslinjerne for de såkaldte biomarkører (metan, kuldioxid og vand), der indikerer om betingelserne for liv er tilstede. Men princippet er det samme, man retter sit spektroskop mod lyskilden, spreder lyset og analyserer hvilke frekvenser der findes, og hvilke der mangler for at blive klogere på, om vi er alene. NASA’s nye mission TESS har netop til formål at finde exoplaneter med denne metode, der er specielt egnet til at man kan lave spektroskopiske målinger på deres atmosfære.
   

Transitmetoden, der viser fald i lysintensitet over tid.

 

Visualisering af absorptionslinjer i lyset fra en exoplanets atmosfære.

 

Således er lys, både det synlige og det usynlige, værdifuldt når vi skal få information om universet, både det nære og det fjerne.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.