OPTIK Läran om ljuset

Vad är ljus? Utan ljus skulle vi leva i total mörker. Vi skulle inte kunna se föremål För att få ljus så behöver vi en ljuskälla tex en lampa, ett ljus, solljuset Ljus är en form av energi. Energi kan aldrig försvinna bara omvandlas till andra former. I solen är det fusion som skapar energin I stearinljuset är det stearinet I glödlampan är det den elektriska strömmen Vi ser olika föremål därför att ljuset reflekteras på föremålet och återkastas till dina ögon. I ögat ger ljuset en bild av det du tittar på.

Ljuset är en vågrörelse, en elektromagnetisk vågrörelse. Man kan se det som en ström av partiklar, såkallade fotoner, som rör sig fram i vågor. Ljuset kan även färdas genom vakuum och hastigheten är då 300 000 km/s, i luft är hastigheten nästan lika stor. I vatten är hastigheten 230 000 km/s och i glas 200 000 km/s Ljus rör sig rätvinkligt det vill säga att det färdas rakt fram. (Det är därför skuggor bildas) Ljusstyrkan, det vill säga hur starkt ljuset är, mäts i Candela (cd) Belysningen är hur mycket ljus det kommer fram till din bänk till exempel och det mäts i lux http://www.vasa.abo.fi/pf/li/mat/kemres/farger/solen/Colour.html 3

Reflektionslagen Vi ser olika föremål därför att ljuset reflekteras på föremålet och återkastas till dina ögon. Hur reflekteras ljuset? Ljuset som träffar en ojämn yta reflekteras åt alla möjliga håll men ljus som träffar en plan yta studsar ut från ytan med samma vinkel som den träffar ytan med. Spegel R I I = infallsvinkel r = reflektionsvinkel Normalen ritas alltid 90° mot spegeln 4

Buktande speglar En spegel som har den blanka sidan inåt i en buktig spegel kallas KONKAV En spegel som har den blanka sidan utåt i en buktig spegel kallas KONVEX

Ljusstrålar i en konkav spegel Brännpunk, fokus

Ljusstrålar i en konvex spegel

Ljusets brytning i olika medium När ljuset går från luft ner i vatten så bromsas ljusets hastighet upp eftersom ljusets hastigenhet i vatten är långsammare än i luft, ljuset bryts R I Tunt medium tex luft Tätare medium tex vatten Regel En ljusstråle som går från ett tunnare medium till ett tätare bryts mot normalen B B Ljusstrålen bryts och går brantare neråt i vattnet. Infallsvinklen blir större än brytningsvinkeln

På samma sätt bryts ljuset som reflekteras från föremålen i vattnet när ljustrålen kommer upp i luften igen. http://www.human-academy.com/vetenskaper/naturvetenskap/optik.asp 9

Totalreflektion Desto större infallsvinkel man har desto större brytningsvinkel får man. När infallsvinkel och reflektionsvinkeln har blivit lika stora så får man en totalreflektion (allt ljus går tillbaka ner i vattnet) B I Vad kan man använda totalreflektion till? Används idag i fiberoptik. Tunna trådar av glas som transporterar ljuset genom totalreflektion, där ljuset reflekteras gång på gång genom kabeln. Kabeln är lätt, tunn och signalen går snabbt. Används till data, telefon, tv, till att titta inuti människokroppen http://www.mob5.se/mobila-trender.php

Läs sidorna 160 – 171 i spektrums fysikbok 1. Vilken hastighet har ljus i luft? 2. Rita en bild som visar vad som händer när en ljusstråle träffar en plan spegel. 3. Vad menas med brännpunkt? 4. Förr i tiden trodde man att man såg föremål för att ögat sände ut osynliga ljusstrålar från ögonen. Nu vet man att det inte är så. Förklara varför du kan se föremålen runt omkring dig. 5. Vatten är ett genomskinligt ämne. Varför kan vi ändå se vattnet? 6. Rita en bild på hur ljuset går från luften ner i vattnet. Förklara varför det blir så. 7. Hur fungerar en optisk fiber och vad kan den användas till? 8. Om du tittar på en fisk som finns i vattnet så ser fisken ut att vara närmare vattenytan än vad den är. Den ser även större ut. Försök att förklara detta genom att rita och berätta.