Ljus - Learnify

Ljus
Optik
idéhistoria



Platon (427-374 f.kr) : ögat var av eld och därför
som en lykta kunde sända ut ljus mot det man
betraktade.
Democritus ungefär samtida med Platon
menade att extremt små bitar lossnade från
föremålet och bildade en avbild inne i
betraktarens öga.
Democritus bevis för sin tes var att om man
tittade noggrant i en annan persons öga kunde
man se en bild av föremålet som betraktades.
Democritus bevis
idéhistoria
Aristoteles var en filosof och naturforskare
i det antika Grekland. (388-322 f kr)
 Aristoteles ifrågasatte Platon och ställde
frågan: ”varför kan man inte se lika bra när
det är mörkt?”
 Aristoteles menade att ögat istället sände
ut strålar som rörde det man tittade på och
förde det tillbaka till ögat.

Camera Obscura
Aristoteles menade att eld var något som
sände ut ljus.
 Han använde även en enkel camera
obscura för att betrakta solen

Tid
Ljus och mörker har sen länge fascinerat
människan. Man började studera
regelbundenheten i solens upp och
nedgång.
 Så småningom skapades det vi kallar tid.

Basra
I staden Basra i den arabiska världen
levde vid 1000 talet en man vid namn Abu
Ali Al-Hasen.
 Han studerade speglar och insåg
grekernas misstag.
 Han vände på strålgången

Italien 1200-talet

De första glasögonen tillverkas.
1600-talet

Två holländare kommer på att man kan
bygga ett mikroskop med hjälp av två
linser.
Galileo
Lyckas konstruera ett teleskop med vars
hjälp han studerar Jupiter.
 Han upptäcker 4 av Jupiters månar.
 Vilket så småningom ändrar
hela världsbilden från
geocentrisk till heliocentrisk

Galileo

Galileo försöker även mäta ljusets
hastighet.
Ole Römer 1676

Ljusets hastighet 210 000 km/s
1700-1900
Pågår en diskussion om ljus är en partikel
eller en vågrörelse.
 Bevis för bägge teorierna finns.
 Både partikel = foton och vågrörelse

Idag
Ljusets hastighet = 299 792 458 m/s
 C ≈300 000 000 m/s i vakuum
 Vi kan exakt mäta avståndet till månen
med hjälp av laser och speglar som
lämnades kvar under apollo
expeditionerna 1969-1972
 Vi kan skicka information med ljusets
hastighet i optiska fiberkablar
 Och så vidare.

Föreläsning
En förutsättning för att vi ska kunna se ett
föremål är att det sänder ut ljus ( t.ex. en
stjärna) eller att det reflekterar ljus (t.ex.
månen)
 Man kan förklara reflekterande ljus med att
ljusets studsar tillbaka.
 Solen lyser på månen så
att ljuset studsar
tillbaka mot oss.

Ljusstrålar
För att förstå hur ljus fungerar behöver
man kunna rita ljus.
 Inom fysiken gör man detta med hjälp av
strålar.

Ljuskälla
Ett föremål som sänder ut ljus.
 Lampa, solen
 Ett föremål som reflekterar ljus kallas för
reflektor.
 Spegel, måne, vattenyta

Faktorer som påverkar belysningen
Typ av ljuskälla. Ett lysrör ger starkare ljus
än en glödlampa med samma wattantal.
 Styrka (watt)
 Avstånd
 Riktning

Riktat ljus och diffust ljus
När solen lyser en klar dag bildas skarpa
skuggor.
 Ljuset är riktat.
 En molnig dag blir skuggorna svagare och
suddigare.
 Ljuset är diffust.

Skugga
Ju närmare ljuskällan ett föremål befinner
sig desto större blir skuggan.
 Skuggans kanter blir skarpare om
ljuskällan är liten och punktformig.
 Skuggans kanter blir suddigare om
ljuskällan är större och diffusare
 Jämför en klar och en matt lampa

Ljus genom ett litet hål
Om
avståndet
ökas blir
bilden
mindre.
 Om hålet
görs större
blir bilden
suddigare

Camera obscura
Ett känt fenomen sen antiken.
 Mörkt rum med vita väggar.
 Litet hål där ljuset kan komma in.
 Kan byggas enkelt med en skokartong
med ett litet hål i ena änden.
 Föregångare till kameran.

Reflektion
När ljus träffar ett föremål kastas en del av
ljuset tillbaka.
 Detta kallas reflektion.
 De flesta föremål kastar inte tillbaka ljuset
så bra.
 Det kallas diffus reflektion.
 Det beror på ytan

Speglande reflexion

En spegel eller en annan blank yta kastar
tillbaka ljuset bra.
infallsvinkel
reflektionsvinkel
Normal
En normal är alltid vinkelrätt i
förhållande till ytan
Reflektionslagen

Infallsvinkeln = reflektionsvinkeln
Reflektion i en plan spegel

När vi tittar i en plan spegel kan vi luras att
tro att bilden finns bakom spegeln.
Bilden är spegelvänd, höger och vänster
har bytt plats.

Spegelbilden
finns lika långt
bakom
spegeln som
föremålet finns
framförspegeln
Buktiga speglar
Det finns två typer av buktiga speglar.
 Konvexa
och
konkava

Konvex spegel
Strålarna ser ut att komma från en punkt
bakom spegel.
 Ett föremål framför ser därför förminskat ut
när man tittar in i spegeln. Det är
fortfarande rättvänt. Bilden ser likadan ut
oavsett hur långt från spegeln du är.
 Konvexa speglar används i bilbackspeglar,
speglar i affärer osv.

Konvex spegel
F

Brännpunkten F ligger bakom spegeln
Komkav spegel
F

Brännpunkten ligger framför spegeln
Konkav spegel
På nära håll blir bilden rättvänd och
förstorad
 På långt håll blir bilden upp och ner och
förminskad
 Konkava speglar används i sminkspeglar,
rakspeglar, solugnar, strålkastare.

Konkava speglar
En konkav spegel buktar inåt.
 Parallella strålar som träffar spegeln
reflekteras genom en punkt framför
spegeln – Brännpunkten.
 Om du tittar in i spegeln blir bilden olika
beroende på hur långt från spegeln du har
ditt öga.

Brännpunkt och brännvidd
När parallella ljusstrålar träffar en konkav
spegel reflekteras strålarna i en punkt
framför eller bakom spegeln.
 Denna punkt kallas brännpunkt
eller fokus (F)
 I en konvex spegel reflekteras strålarna så
att de ser ut att komma från brännpunkten
bakom spegeln.
 Avståndet från spegel till brännpunkt
kallas brännvidd

Brännvidd = avståndet från
spegeln till brännpunkten
Läxa

Läxa till onsdag v 46
Läs sid 131-137 och börja svara på
instuderingsfrågorna.
En del av instuderingsfrågorna kommer vi
hinna att jobba med på labb men inte alla.