Waarom is licht (of geluid) niet eeuwig?

Daniel, 24 jaar
19 mei 2016

Waarom zie je het licht niet meer als de lamp uitgaat? Waar gaat het licht, die energie naartoe? Indien het verspreidt, waarom is het heelal dan zo donker? Hetzelfde vraag ik me af over geluid aangezien het ook vormen van energie golven zijn? Indien geluid verspreidt, waarom is het dan zo stil op sommige plaatsen?

Antwoord

Drie dingen gebeuren met die energie:  1) translatie 2) diffusie  3) omzetten naar andere energievormen

1)  Je lamp/radio straalt licht/geluids-golven uit. Dit is een gegeven energie, die niet stilstaat maar beweegt, van de lamp/radio naar ons toe. En dan verder. Dus als je ergens blijft staan en de energie is aan u "voorbij-gestraald", dan blijft bij u niets meer over, het is er donker/stil. Anderen kunnen die energie later nog ontvangen -- zie geluidssnelheid, aan u is de energie van uw hamer al voorbij na een ms, iemand een kilometer verder zie ze pas na ~1s passeren.

2) Behalve als je een speciale lens gebruikt -- zie spots of lasers -- beweegt de energie niet enkel op een rechte lijn, maar verspreidt in verschillende richtingen. Dus de totale energie uitgestraald op een gegeven moment verspreidt over de tijd over een steeds grotere ruimte. Daarom is het geluid minder sterk op een punt dat verder staat van uw radio/hamer: als je de totale energie neemt op 1km afstand is die konstant, maar de energie-concentratie is er 10^2 keer minder dan op 100m afstand. 

In het heelal verspreid die energie in een steeds grotere ruimte, niet een gesloten doos. En het aantal sterren is volgens alle moderne theorieën misschien heel groot maar toch eindig. Ik zie dus niet waarom men zou verwachten dat het heelal niet (relatief) donker kan zijn.  

3) Uw kamer zou je wel kunnen beschouwen als een gesloten doos, waarin de licht-energie dus behouden zou moeten blijven. Dit klopt niet omdat het licht wordt omgezet naar andere energievormen. Bijvoorbeeld, wanneer het een oppervlakte raakt, komt een deel terug op dezelfde frequentie, een deel wordt omgezet naar andere vooral lagere frequenties -- infrarood,... -- of andere energievormen. Een zwarte muur zet een grotere fractie om naar die frequenties dan een witte, een blauwe muur kaatst vooral blauw licht terug en zet op andere frequenties veel meer energie om. Het serre-effect werkt precies zo: het glas is doorzichtig voor licht-frequenties van de zon, die dus binnenkomen, worden omgezet naar andere frequenties -- infrarood --- en voor deze frequenties is het glas veel minder doorzichtig, dus die energie blijft gevangen in de broeikas.

Deels wordt energie ook omgezet naar mechanische vorm, bv trillingen van molecules (dit wordt ervaren als "warmte"). Die trillingen kunnen dan eventueel "traag" propageren door de muur door -- warmteafvoer -- en zo geraakt de licht-energie uiteindelijk uit uw kamer, ook al heeft die geen ramen. Zogenoemd "koud" licht heeft heel weinig energie, geconcentreerd op een paar frequenties die onze ogen heel goed zien in plaats van zomaar breed energie uit te stralen; maar uiteindelijk zal de energie toch omgezet worden naar die andere (onzichtbare) frequenties en vooral als "warmte" afgevoerd worden.

 

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2020
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen