LJUSET - OPTIK

Ljus – vad är det? Ända in på 1500-talet trodde man att ögonen sände ut osynliga strålar och att det var så vi kunde se olika saker. Om du blundade så var det därför du inte kunde se något. Idag vet vi bättre… synen ger oss så mycket information varje dag, så fort vi vaknar och öppnar ögonen.

Ljusets egenskaper Ljusets hastighet är 300 000 km/s Det tar till exempel 8 minuter för ljuset att färdas från solen till jorden. Från månen tar det lite mer än en sekund.

Hur kan vi se saker? Vi kan inte se något i ett helt mörklagt rum. Vi behöver ljuskällor för att kunna se olika saker. Ljusstrålar sänds då ut i alla riktningar från en tänd lampa som då är ljuskällan. Strålarna träffar väggar, möbler, golv m.m. När ljusstrålarna träffar t.ex. en stol så reflekteras (studsar) en del av ljuset. En del av det reflekterade ljuset når sedan våra ögon. Inne i ögat, på näthinnan, uppstår en bild av stolen. Bilden bearbetas sedan av hjärnan och det gör att vi ser stolen.

Bilder Camera obscura = mörkt rum på latin. På den motsatta väggen ser du faktiskt en bild av det utanför. Tekniken används i kameror. .

Ljuskällor Solen var länge den enda ljuskällan människan hade. Sedan lärde vi oss att göra upp eld. Lägereldar och brinnande facklor blev viktiga ljuskällor. Senare utvecklade vi andra ljuskällor som oljelampor, fotogenlampor och glödlampor. Idag har vi lysrör, lågenergilampor och led-belysning som drar väldigt lite ström.

Reflexion När ljus träffar ett föremål studsar en del av ljuset tillbaka ungefär som när det ekar. Detta kallas reflexion. Speglar och andra blanka ytor reflekterar ljuset på ett bestämt sätt.

Skuggor Ljuset går alltid rakt fram. Om ljusstrålarna hindras blir det en skugga bakom hindret. Skuggor kan vara skarpa eller suddiga beroende på hur ljuskällan ser ut.

Normalen För att fortsätta nu måste du veta att normalen är en linje som går 90° rakt ut från en spegelyta eller en glasyta.

Reflektion i plana speglar Ljusstrålen reflekteras exakt lika snett som den träffade. Detta kallas infallsvinkel och reflexionsvinkel. Reflexionslagen säger: Reflexionsvinkeln är lika stor som infallsvinkeln.

Ljusets reflexion i buktande speglar

Konkava speglar Konkava speglar buktar inåt. Om du tittar i en konkav spegel så ser du att den kan ge två olika spegelbilder. Håller du den nära ansiktet ser du en förstorad bild. Vid större avstånd ser du en mindre bild som är upp- och nervänd. Testa att titta i en sked.

Konkava speglar De används som reflektorer i bilstrålkastare. De används också i sminkspeglar då de ger en förstorad bild. De används också i stora stjärnkikare på observatorium, där är spegeln är flera meter stor.

Konvexa speglar Konvexa speglar är sådana som buktar utåt. T.ex. den speglande ytan på en julgranskula. En sådan spegel ger en förminskad bild. De används i backspeglar och trafikspeglar där man vill få med mycket i bilden.

Ljusets brytning När du säger att ljuset bryts menar vi att det ändrar riktning när det går genom ett ämne och in i ett annat. Ljusstrålen ändrar riktning när den går från luft till glas. Ljusstrålen ändrar riktning när den går från luft till vatten.

Infallsvinkel - Brytningsvinkel Infallsvinkeln är den vinkel som finns mellan ljusstrålen och normalen. Brytningsvinkeln är den andra vinkeln som uppstår mellan normalen och ljusstrålen som går ut.

Totalreflexion När ljus går från glas till luft så bryts det bort från normalen. Det kan bli så att allt ljus speglas tillbaka in i glaset. Det kallas totalreflexion. Detta används i fiberoptik som skickar stora mängder datatrafik i små tunna böjbara glasrör.

Ljusets brytning i prismor och linser När ljus går genom ett tresidigt prisma ändrar det riktning. Det bryts två gånger åt samma håll. Om ljuset träffar ett prisma kan det uppstå totalreflexion. Att ljuset bryts används framför allt i linser.

Konvex lins Konvex lins = linser som är tjockast på mitten. Sådana linser finns i ögat. De används även i kameror, kikare och vissa glasögon. Parallella ljusstrålar bryts ihop bakom linsen så att de möts i en punkt, brännpunkten eller fokus.

Konkav lins Konkav lins = linser som är tunnast på mitten. Parallella strålar bryts isär utåt bakom linsen. De ser ut att komma från en punkt framför linsen. Den punkten är den konkava linsens brännpunkt.

Brännvidd Avståndet mellan mittpunkten på linsen och brännpunkten kallas för brännvidden.

Ljus och färg När ljuset passerar ett prisma ser du regnbågens färger, ett spektrum. Vanligt vitt ljus är alltså en blandning av färger som tillsammans ser ut som vitt ljus. Hur ser vi färger då?

Färger Att föremål har olika färger kan förklaras så här: Vitt ljus innehåller alla regnbågens färger. Vitt ljus träffar ett föremål. Föremålet reflekterar bara tillbaka den delen av ljuset som vi uppfattar som rött. Det reflekterar inte de gröna och blå delarna av spektrum. De övriga färgerna absorberas. Den röda delen av ljuset når våra ögon och vi säger då att föremålet är rött.

Osynligt ljus Det finns färger som inte är synliga för ögat. Utanför rött finns infrarött. Det infraröda ljuset har många tekniska användningar. Fjärrkontrollen till TV:n, mörkerkikare, IR-kamera. Utanför violett finns ultraviolett. Ultraviolett ljus är det som gör dig brun när du solar. För mycket UV- strålning är farligt för huden.