2. Hur kan vi se föremål?
För att kunna se något
måste det finna en ljuskälla
En ljuskälla är ett föremål
som sänder ut ljus:
solen, stearinljus,
glödlampa
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
3. 1. Det finns en ljuskälla
2. → ljusstrålar sänds ut i alla riktningar
3. → strålarna träffar föremål
4. → en del av ljuset reflekteras (studsar)
5. → en del av ljuset når våra ögon
6. → det uppstår en bild på näthinnan
7. → bilden bearbetas av hjärnan
8. → vi ser!
4. Ljus förr
Ända in på 1500 talet trodde man att ögat
sände ut osynliga ”synstrålar” och att det var
därför som man såg.
Man trodde att ögat fungerade som en
ficklampa och det var därför som man inget
såg när man blundade.
5. Ljus då och nu
Förr använde man sig av brasor, lägereldar,
oljelampor, fotogenlampor och gaslyktor…
… men idag har vi moderna ljuskällor som lampor,
lysrör och lysdioder.
6. När kom det elektriska ljuset?
I slutet av 1800-talet kom det elektriska ljuset,
men det dröjde ända till början av 1900-talet
innan det blev vanligare i hemmen:
Fördelar:
effektiva och inte så brandfarliga
tända och släcka på ett ögonblick
7. Ämnen som är svåra att se
Det finns alltså ämnen som är omöjliga att se t.ex. luft.
Anledningen till detta är att luften inte reflekterar något
ljus.
Vissa andra ämnen, t.ex. vatten och glas, är också svåra
att se trots att de faktiskt reflekterar ljus, dessa släpper
igenom det mesta av ljuset. Vi säger att de är
genomskinliga.
När ett fönster börjar bli smutsigt ser vi glaset tydligare,
men då är det smutspartiklarna som reflekterar ljuset.
8. Ljusets egenskaper
Ljus rör sig rätvinkligt- det färdas
rakt fram.
Hastighet ca. 300 000 km/s i luft
och vakuum.
Det tar 8 minuter för solljuset att nå
jorden.
Från månen tar det 1,3 sekunder
innan ljuset når oss.
Det tar 4,3 år för ljuset från vår
närmsta stjärna (förutom solen) att
nå oss. Vi säger att stjärnan
befinner sig 4,3 ljusår bort.
9. Skuggor
Ljuset går ju rakt fram.
Om ljusstrålarna
hindras blir det skugga.
10. Olika sätt att mäta ljus:
1. Ljusstyrkan mäts i Candela (cd).
Anger hur starkt ljuset är.
Candela betyder stearinljus på latin
1 cd är ungefär lika mkt ljus som ett stearinljus
sänder ut.
11. 2. Belysningsvärde mäts i Lux (lx)
Anger hur tätt ljusstrålarna kommer på
ett ställe
Lux betyder ljus på latin.
Om du håller ett papper en meter ifrån
ett stearinljus, blir belysningen på
pappret 1 lux.
Bra arbetsbelysning = 500 lux.
12. Ljusets reflektion
Den vanligaste reflektionen kallas för diffus
reflektion och sker när ljuset når en
oregelbunden yta och reflekteras lite hur
som helst.
13. Regelbunden reflektion
När ljuset träffar en spegel studsar det utifrån
spegeln precis lika snett eller rakt som den
träffade.
14. Reflektionslagen:
Reflektionsvinkeln är alltid lika
stor som infallsvinkeln.
Spegel
i r
Normalen ritas alltid 90° mot spegeln
15. Olika typer av speglar
1. Plana speglar
I en planspegel blir spegelbilden lika stor
som föremålet, men spegelvänd.
När du speglar dig i en plan spegel uppfattar
du spegelbilden lika långt från spegeln som
du själv står från spegeln.
16. Buktiga speglar
bild
bild
En konkav spegel buktar En konvex spegel buktar
inåt och förstorar bilden utåt och förminskar bilden.
när föremålet är nära.
Bilden kommer också
närmare spegeln än
föremålet
17. Ljusstålar i en konkav spegel
När ett strålknippe träffar en
konkav spegel, reflekteras
strålarna mot en och samma
punkt framför spegeln =
brännpunkt/fokus.
Konkava speglar samlar
alltså ljus!
18. Användningsområde för
konkav spegel:
En parabolantenn samlar ihop tv-
signalerna från en satellit till brännpunkten
där mottagaren sitter - mottagaren får en
starkare signal.
Sminkspeglar
I en strålkastare sätts glödlampan i
brännpunkten: strålkastaren lyser starkt på
ett bestämt område i stället för att sprida ut
ljuset över hela rummet.
19. Ljusstrålar i en konvex spegel
När ett strålknippe
träffar en konvex
spegel, reflekteras
strålarna mot en och
samma punkt bakom
spegeln =
brännpunkt/fokus.
Konvexa speglar sprider
alltså ljus!
21. Ljusets brytning
Säkert har du någon gång stått på stranden
med vatten till knäna. Kanske har du då lagt
märke till att dina ben tycks vara för korta
men även att fötterna ser konstiga ut.
Orsaken till detta är att ljus ändrar riktning när
det passerar vattenytan.
22. Ljus i vatten
När en ljusstråle går ifrån luft (300 000 km/s)
till vatten (225 000 km/s) ändrar ljustrålen
riktning vid vattenytan, samtidigt reflekteras
en del av ljuset.
23. Att ljuset bryts på detta sätt beror på att
vattnet är mycket tätare än luft och bromsar
ljuset.
Ljuset bryts mot normalen.
i
Tunt medium
b Tätare medium
24.
25. Orsaken till att benen ser korta ut är alltså att
ljusstrålar reflekteras i fötterna går ifrån
vatten till luft innan de träffar våra ögon.
Strålarna bryts från normalen i vattenytan
innan de träffar ögonen.
Men eftersom ögat tror att ljuset färdas
rätlinjigt från fötterna och då ser benen
kortare ut än vad de egentligen är.
26. Ljus i glas
Glas är ett tätare ämne än både vatten och
luft.
Ljusets hastighet i glas är därför lägre än i
både luft och vatten ca 200 000 km/s.
27. Totalreflexion
Inträffar när infallsvinkeln blir tillräckligt stor
(större än 49°) och då reflekteras inget ljus
tillbaka utan allt ljus reflekteras tillbaka in i
glaset.
28. Fiberoptik
Totalreflektion används för att
skicka ljus genom tunna fibrer
av glas eller plast:
sända signaler över stora
avstånd
fotografera detaljer inuti
kroppen utan att göra stora
kirurgiska ingrepp.
29. Fördelar med fiberoptik:
Jämfört med en elektriskledning är dessa:
mindre känsliga för störningar
tunnare och lättare
kan överföra mer information per sekund → färre
kablar krävs
kan skicka information längre sträckor utan
förstärkning
omöjliga att avlyssna
30. Linser
Linser är buktiga skivor av plast eller glas,
när ljuset träffar linsen så bryts det på olika
sätt och detta utnyttjas i olika optiska
apparater; kameror, kikare och mikroskåp.
Linser kan antingen vara konvexa eller
konkava.
Samlingslins = positivlins
Spridningslins=negativlins
31. En konvex lins samlar
inkommande ljus
Brännvidd
En konkav lins sprider fokus
ljuset.
Brännvidd
Editor's Notes
Utomhus är oftast solen ljuskällan och solens strålar reflekteras i allt vi ser!
Diskutera! Ge exempel på olika ljuskällor? Tidsepok? Långt in på 1800-talet var brasan den enda ljuskällan, på vissa håll hade man oljelampor som bestod av olja från t.ex. fisk. I mitten av 1800-talet kom en nyhet – gasljus. Detta användes mästadels till gatubelysning. I slutet av 1800-talet kom det elektriska ljuset, men det dröjde ända till början av 1900-talet innan det blev vanligare i hemmen. Från början hade man endast en lampa per rum men från 1930 talet och framåt blev det vanligare med flera lampor. Fördela r: Dessa är effektiva och inte så brandfarliga. Tända och släcka på ett ögonblick.
. Från början hade man endast en lampa per rum men från 1930 talet och framåt blev det vanligare med flera lampor.
Ljusstrålar som har skickats ut från en ljuskälla går rakt fram tills det att de träffar ett föremål- Då kan de antingen reflekteras mot del, eller gå igenom föremålet. När du ser något betyder det att ljuset har reflekterats och sedan nått ditt öga.
Det tar 8 minuter för solljuset att nå jorden, när ljuset kommer fram till jorden ser vi alltså ljus från solen som sändes ut 8 minuter tidigare.
(Se bild sidan 152). Men det finns även suddiga skuggor och dessa framträder då det är molnligt ute. Molnen får strålarna att ändra riktning och de ljusstrålar som når marken kommer därför ifrån alla möjliga riktningar. Samma sak sker i en vanlig glödlampa . Glaset på glödlampan är ofta ganska matt detta för att ljusstrålarna ska spridas i alla möjliga riktningar i ett rum. På så sätt skapas ljus som ge mjuka skuggor.
ljusstyrka = hur mycket ljus en ljuskälla skickar ut = enheten candela , cd. Candela betyder stearinljus på latin och 1 cd är ungefär lika mkt ljus som ett stearinljus sänder ut. En stark lampa kan ge flera tusen candela, men ändå inte räcka för att lysa upp ett klassrum, man behöver ett högre belysningsvärde!
Mäts med en luxmeter
Denna ”studsande” egenskap, som ljuset har, fann Isac Newton (1642-1727) då han experimenterade med ljuset. Han fann att ljuset betedde sig som partiklar, t ex en studsboll. Detta resultat fick dock mothugg då andra forskare i slutet av 1600-talet genom sina experiment kom fram till att ljus egentligen var vågor! Läran om ljuset varierade sedan under följande århundranden mellan partikelteorin och vågteorin. Idag vet man att ingen av teorierna är fullkomliga och att de båda behövs för att komplettera varandra. Faktum är att vi kan se på grund av att ljuspartiklar träffar ögat, men vi kan inte se själva ljuspartiklarna. Vad det gäller ljusvågorna så kan vi observera ljusets vågegenskaper men inte se själva vågorna.
Vinklarna mäter man mot spegelns normal, den linje som är vinkelrät mot spegelns yta. ( samma som när du studsar en boll lite snett mot ett plant underlag eller när du slår en innebandyboll mot sargen eller en biljardkula mot vallen).
I en solugn placeras en kastrull med vatten i brännpunkten.
I en solugn placeras en kastrull med vatten i brännpunkten.
I ena änden av fibern sitter det en sändare som omvandlar de elektriska signalerna till ljussignaler, i andra ändan sitter det en mottagare som omvandlar ljussignalerna till elektriska signaler igen. Användningsområde: Sjukvård: ont i magen- gastroskopi- patienten får svälja en slang med optiska fibrer. Skicka meddelanden: det går att skicka telefonsamtal, kabel-tv och data genom optiska fibrer. Idag skickas telefonsamtal i optiska fibrer mellan de föesta städer i sverige.
(t ex förstoringsglaset som samlar ihop solens strålar till en brännpunkt som kan antända materialet i fokus)