Optik
Vad är ljus?
• Ljus är en form av energi. Ljus är elektromagnetisk
strålning. Energi kan inte försvinna eller nyskapas.
• Ljuskälla – Föremål som skickar ut ljus. I alla ljuskällor sker
en energiomvandling
t.ex. I solen: Kärnenergi → ljus
I glödlampa: Elektrisk energi → ljus
I stearinljus: Kemisk energi → ljus
• Föremål som inte är ljuskällor måste reflektera från en
ljuskälla för att vi ska kunna se föremålet.
Ljus
• Ljus sprider sig bara rakt fram.
• Ljus kan aldrig gå bakom ett hörn
• Ljusstrålar är osynliga i vatten och i luft
• Ljusstrålar kan man se i grumligt vatten och i ett
dammigt rum.
• Ljus reflekteras i olika riktningar i en skrovlig yta.
Speglande reflektion (plan yta)
Diffus reflektion (skrovlig yta)
Att rita ljus
• Man ritar ljus som linjer med pilar
Reflektionslagen
• Infallsvinkeln (i) = reflektionsvinkeln (r)
i
r
Spegelyta normal
Buktiga speglar
• Konkav spegel (buktar inåt)
• Parallella strålar som träffar en konkav spegel reflekteras så att de möts i brännpunkten (fokus, f) • Konvex spegel (buktar utåt)
• Parallella strålar som träffar en konvex spegel reflekteras så att det ser som de kommer från en bestämd punkt bakom spegeln, brännpunkten •
Exempel på buktiga speglar
• Konvexa speglar finns i butiker och
backspeglar på en bil
• Konkava speglar är tex sminkspegel och
reflektor till strålkastare.
Ljusets brytning
tunnare tätare tunnare tätare tätare tunnare n n nLjusets brytning och reflektion
När en ljusstråle går vinkelrät mot gränsen mellan två ämnen ändrar ljuset inte riktning.
Totalreflektion: Om ljus går från ett tätare till ett tunnare medium och infallsvinkeln är tillräckligt stor kommer inget ljus alls att passera ut. I stället reflekteras allt ljus tillbaka in.
Luft Vatten
Fiberoptik
• Tack vare totalreflektion kan man skicka ljus genom en tunn tråd eller fiber av t.ex. glas.
• I optiska fiber skickar vi
telefonsamtal, kabel-tv och data. • Fiberoptik kan användas för att
belysa, filma eller fotografera i trånga utrymmen t.ex. i
Linser – Konkav lins
• Linser är buktiga skivor av genomskinligt material, t.ex. glas eller plast.
• I linser bryts ljuset på olika sätt, dvs ändrar riktning.
• Konkav lins är en spridningslins. Parallella strålar bryts så att de ser ut att komma från linsens brännpunkt.
• Konkav lins ger rättvänd bild och förminskad.
• Konkav lins kan inte avbilda föremål • Konkav lins används i glasögon
Konvex lins
• Samlingslins. När parallella strålar träffar en konvex lins, bryts de så att de samlas i linsens brännpunkt. • Avståndet från brännpunkten till
linsens mittpunkt kallas brännvidd. • På nära håll ger konvex lins
rättvänd och förstorad bild. • På långt avstånd ger konvex lins
förminskad och upp- och nervänd bild.
• Linsen i våra ögon är en konvex lins
• Används till förstoringsglas, kikare och glasögon
Ögat
Pupillen – en öppning som släpper igenom ljuset. Är det ljust är den liten och släpper in lite ljus. Är det mörkt är den stor och släpper in mycket ljus.
Linsen – Samlar ljuset längst bak i ögat.
Näthinnan – Längst bak i ögat. Där finns speciella celler som känner av färger och ljusstyrka. De cellerna skickar signaler till ögat. Hjärnan tolkar vad vi ser.
Näthinnan består av två typer av celler:
Stavar: Mycket ljuskänsliga men kan de inte skilja mellan olika färger och de har dålig synskärpa.
Tappar: Hög synskärpa under goda ljusförhållanden och kan urskilja olika färger.