ljus-5-ljus-och-farg

Optik 4
Ljus och färg
Sid 149-161
Vad är ljus
Ljus kan beskrivas som en stråle av
partiklar.
 Sådana partiklar kallas
 Fotoner
 Men ljus går även att beskriva som en
vågrörelse

Liknelse våg
Våglängd

våglängder består av vågberg och
vågdalar

En sådan vågrörelse kallas transversell
vågrörelse.
Ljusets våglängd
Synligt ljus
 Det ljus som våra ögon kan uppfatta
 Har en våglängd mellan
400-800 nanometer

ROGGBIV

Nanometer =10-9 meter = 1/1000 000 000
Violett är mest energirikt och har den kortaste
våglängden
nanometer
400 nanometer
 400∙10-9

400
4
-------------------- = ---------------- = 4 ∙10-7
1000 000 000 10 000 000
= 0,000 000 4 meter = 0,0004 mm
kvantfysik
Enligt kvantfysiken kan ljus både beskrivas
som en vågrörelse och en partikel,
fotonen.
 Vissa egenskaper går bara att beskriva
med ljus som en vågrörelse och andra
bara om man betraktar ljus som en partikel

Varför är himlen blå
Färger





Vitt ljus
Består egentligen
av flera färger
Regnbågens färger
kallas
Spektrum
Violett har den
kortaste våglängden
och bryts mest.
Regnbågen






Regnbågen skapas när ljus träffar små vattendroppar.
Vattendropparna fungerar som prismor
Ibland kan man se
två regnbågar.
Ljuset reflekteras
i en annan yta
t.ex. en sjö
”reflekterad båge”.
Omvänd ordning.
Inte samma som
sekundärbåge.
Färg
Vad vi uppfattar som färg beror på två
saker.
 De våglängder som materialet reflekterar
 Hur hjärnan uppfattar dessa våglängder
 Även ljuskällan påverkar hur vi ser färg
 Natriumljus

Absorbering
Om vi t.ex. tittar på en tröja som vi
uppfattar som röd.
 Så beror det på
att alla andra
färger
sugs upp av
materialet
 Absorberas

Perspektiv
Avsnittet 152-153
 Handlar om optiska fibrer
Jobba ned dessa frågor på labbtimman.

RGB systemet
Tv bilder, dataskärmar, digitala bilder
 Är uppbyggda enligt RGB systemet
 Rött, grönt och blått
 Genom att blanda dessa färger kan alla
andra färger skapas

Varför ser vi färger
Fokusera på den vänstra bilden ca
1 minut, titta sen på den högra
Vi är alla lite olika
Hjärnan tolkar det vi ser
Testa att säga färgen på
orden
Röd
Orange
Gul
Grön
Blå
Indigo
violett


Hur många svarta prickar
kan du se
Energi


Ju kortare våglängd
desto energirikare
elektromagnetisk
strålning
Ljus är en form av
elektromagnetisk
strålning
Elektromagnetisk strålning
Infrarött ljus = IR
Befinner sig till höger om det röda synliga
ljuset. 800 nm - 1mm
 Infrarött ljus är t.ex. värmestrålning.
 Fjärrkontrollen till TV:n sänder ut IR.
 Vi kan inte se IR
men man kan använda
kameror som är känsliga
för IR. Mörkerkamera

Ultraviolett = UV
Ultraviolett ljus befinner sig till vänster om
det synliga ljuset. Kortare våglängd
10-400Nm. Energirikare
 Det finns UVA, UVB och UVC
 UVC är mest energirikt
 För stark UV strålning är farligt
 Kan orsaka hudcancer

Sola
Men det är inte bara dåligt med att sola.
 Man bör skydda sig med solskyddsmedel
eller tunna kläder.
 Men när vi solar producerar huden ett
viktigt vitamin
 Vitamin D
 Detta vitamin har visat sig vara mycket
viktigt i flera biologiska processer.

D vitamin




En rad upptäckter visar nu att D-vitamin är
avgörande för hälsan.
Cancer, diabetes, MS, depression och
barnlöshet kan uppkomma som en följd av
brist på D-vitamin.
Nyligen har forskare upptäckt att
immunförsvaret inte kan aktiveras utan Dvitamin.
Därmed har vitaminet tre centrala funktioner:
reglering av immunförsvaret, reglering av
cellväxten och reglering av hormonbalanser.
Sola gärna
men med måtta
Ozonskiktet skyddar oss från farlig
UV-strålning
Ozonhål över Antarktis september 2006
Röntgenstrålning
Röntgenstrålning har korta våglängder.
 Mer energirika
 0,01-10 nm
 Tränger igenom människokroppen
 Bättre genom hud än ben
 Uppfanns av Wilhelm Röntgen
1895 som fick det första
Nobelpriset 1901

Gammastrålning

Högenergetisk strålning med mycket korta
våglängder, mindre än 10-11 nm

Skickas ut av radioaktiva ämnen
Gammastrålning
Slår sönder atomer i människokroppen
 sk, joniserande strålning
skapar joner, laddade atomer
 Förstör DNA
 Radon förekommer i vissa bergarter och i
blåbetong.
 Orsakar lungcancer

Ljusvågor svänger i alla riktningar
Polariserat ljus
Ljuset reflekteras särskilt bra i blanka ytor
 Det bildas reflexer som kan
vara irriterande.
 Ljuset har blivit polariserat
 Reflexerna förstärks

Ljus är uppbyggt i vågor som rör sig i alla
plan. I reflexer som tillexempel bildas på
sjön en solig dag blir dessa vågor mer
koncentrerade.
 Ett polarisationsfilter hindrar ljusvågorna
och fungerar som ett
galler

Polaroidglasögon
Man kan testa om det är polaroidglasögon.
 Två par. Vrid det ena ett kvarts varv
 Test

Med och utan polarisationsfilter
Laser







En våglängd
En färg
Vågorna svänger i takt
Ljuset sprids inte, koncentrerad stråle
Många användningsområden
CD-spelare, pekare, mätverktyg, skärverktyg,
kirurgiskt verktyg etc.
Kan inte delas upp i spektrum med ett prisma
Ljus är en form av energi

Energilagen: Energi kan aldrig försvinna, bara
omvandlas till andra energiformer.
Vår viktigaste energikälla är solen
Växter kan utnyttja energin i solens strålar
Fotosyntes

6CO2 +6H2O + E C6H12O6 +6O2

Växterna använder energin för att tillverka
energirika sockerarter



Energiomvandling
Växterna omvandlar elektromagnetisk
strålningsenergi till kemisk energi.
 Med hjälp av förbränningen i våra kroppar
kan vi frigöra den kemiska energin så att vi
orkar mera.
 C6H12O6 +6O2  6CO2 +6H2O + E

Fossila bränslen

Döda växter och djur har under årmiljoner
omvandlats till kol, olja och gas.
Genom att förbränna fossila bränslen kan
vi utvinna värme och energi.
 Men det har vissa nackdelar.
 Vilka?

Relativitetsteorin
Tänk dig att ett militärt fordon kör med
hastigheten 100 km /h
 På fordonet finns en kanon som skjuter
iväg ett skott med hastigheten 1500km/h
 Vilken hastighet får kanonkulan?

C en konstant
Ett tåg rör sig med hastigheten 500km/h
 På tågets tak finns en lampa som sänder
ut ljus med en hastighet av 300 000km/s
 Vilken hastighet får ljuset?
 300 000km/s
 Ljusets hastighet är konstant!

E = mc2
Energi = massa ∙ ljushastigheten2
 Massa innehåller energi
 Ljus består av partiklar, fotoner.
 Fotoner har ingen massa men
rörelseenergi
 Fotonen är ett energipaket
 Kvanta

Läxa
Läs sid 149- 161
 Läxförhör
 Nästa vecka sammanfattar vi och veckan
därpå har vi prov, 10/12
