Ljusets brytning i vattnet

Uppgift 1: "Ljustra fisk i skålen".

Frågeställning: Vad händer när man försöker sikta en pinne ner mot en nyckel i vatten? Hur ser det ut?

Hypotes: Jag tror inte att man kan sikta från sidan, för att allt blir större och ljuset bryts och reflekteras på ett annat sätt. Ögat luras.

Material:
• Genomskinlig låda
• Blompinne
• Nyckel

Metod: Lägg nyckeln på lådans botten och fyll lådan tills den är nästan full. Stöd blompinnen mot lådans kant och sikta på nyckeln. Håll noga koll på siktet så att det inte ändras medan du sänker ner pinnen mot nyckeln.

Resultat: Man missar nyckeln genom att sikta för långt fram. Från olika vinklar ser det ut som följande:

Slutsats: När man skjuter ner pinnen på nyckeln så missar man det genom att automatiskt ha siktat för långt fram - och detta beror på att ljuset går rakt fram, men färdas i varierande hastighet beroende på media. Ljusets hastighet avgörs av densitet (högre densitet = långsammare ljus), och när ljuset byter från ett medium till ett annat så kan det ändra riktning. Ljuset rör sig väldigt snabbt genom luft, men långsammare i glas eller vatten.

När ljusstrålen kommer in snett i vattnet så bromsas den ena sidan före den andra och ljuset bryts mot normalen.Två sidor med olika hastigheter resulterar i en sväng. Ljusstrålen byter alltså riktning när den går från luft till vatten, och vice versa. När hela ljusstrålen sedan är i vattnet så slutar den svänga och fortsätter i sin nya riktning. Allt detta har alltså gjort att vinkeln på brytningen (brytningsvinkeln) är mindre än infallsvinkeln. På grund av detta så uppfattas nyckelns position som annorlunda när vi ser den i vattnet från vad den egentligen är.

Går en ljusstråle från vatten till luft så bryts ljuset från normalen och brytningsvinkeln blir större än infallsvinkeln.

I och med denna regel för ljusets brytning i vatten så kan man alltså sikta helt utmärkt på myntet om man gör det uppifrån. Då träffar hela ljusstrålen det andra mediet samtidigt, så infallsvinkeln och brytningsvinkeln blir båda 90°.

Reflektion i plana speglar 2

Reflektion

Uppgift 1: Vad händer när olikfärgade ytor reflekterar ljus?

Hypotes: Jag tror att de kommer reflektera ljus med samma färg som de själva är, och beroende på vilken färg som reflekterar så tror jag att ljuset kommer reflekteras olika bra.

Material:

• Papper vitt A4, färgat A4, och svart A4

• Foto

• Ficklampa

Metod: Låt en ljusstråle träffa en vit, en färgad, och en svart pappersyta. Titta på fotot i belysningen från pappret, inte från lampan. Är det någon skillnad? Förklara.

Resultat och slutsats:

Beroende på vilken pappersyta vi använde så reflekterades ljuset olika bra. Det svarta pappret reflekterade ljuset sämst. Som visat på bilden med det gröna pappret så kan även färg påverka. Det gröna pappret har gjort att bilden ser grönare ut, och detta beror bland annat på att pappret absorberar alla ljusets färger förutom just det gröna. Därför har man på sig ljusa kläder på sommaren, för att de färger som absorberas istället blir till värme. Vita kläder absorberar ingen färg, utan allt reflekteras. Svarta kläder absorberar alla färger - vilket gör att det bli riktigt varmt i dem.

Uppgift 2: Är det någon skillnad om ljuset träffar en vit pappersyta eller skrynklig aluminiumfolie?

Hypotes: Jag tror att det kommer bli starkare reflektion från aluminiumfolie.

Material:

• Papper vitt A4

• Aluminiumfolie

• Foto

• Ficklampa med riktad stråle

Metod: Titta på ett foto i belysningen från aluminiumfolie/vitt papper.

Resultat:

Slutsats: Aluminiumfolie reflekterar ljus bättre än vanligt papper. Blanka och ljusa ytor reflekterar ljus bra. Vi prövade även att forma aluminiumfoliet till en skål - och titta så bra det reflekterar då (eftersom ljuset då "studsar omkring" där inne). 

Uppgift 3: Vad är regeln för reflektion i plana speglar?

Hypotes: Tvinga mig inte gissa regler här. Snälla liksom. Jag vet inte. Det reflekterar väl på samma sätt som när man skjuter en boll mot en vägg. Beroende på vart man står så studsar den tillbaka åt olika håll liksom. Hur man nu säger det med fina, vetenskapliga ord.

Material:

• Papper vitt A4

• Små plana speglar

• Ficklampa med riktad stråle

Metod: Ställ spegeln mot bordet och låt ljusstrålen gå längst med bordet. Låt sedan ljusstrålen träffa spegeln i olika vinklar. Förklara vad du märker. Ser du något regelbundet?

Resultat:

Slutsats: Infallsvinkeln är lika stor som reflektionsvinkeln.