Trigger 9 kapittel 6.pdf - Cappelen Damm
Trigger 9 kapittel 6.pdf - Cappelen Damm
Trigger 9 kapittel 6.pdf - Cappelen Damm
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Som mange andre fi skearter lever skytterfi sken av insekter, men<br />
skytterfi sken fanger dem på en litt spesiell måte. Den spytter en<br />
vannstråle på dem, slik at de faller i vannet.<br />
Å spytte på blink kan være vanskelig nok, men skal du sikte fra<br />
under vann, blir det ekstra vanskelig. Prøv å stikke en pinne<br />
ned i vann. Det ser ut som om den knekker i vannlinjen. Dette<br />
skjer fordi lysstråler bøyes når de går mellom vann og luft.<br />
Skytterfi sken må ta hensyn til dette, for insektet er ikke der det<br />
ser ut som. Hvordan skytterfi sken løser denne utfordringen, skal<br />
du få vite senere i kapitlet .<br />
Lys og farger
6.1 Lyset<br />
For å forstå hvordan øynene fungerer slik at vi kan se, må vi forstå både hva lys er og<br />
hvordan hjernen fungerer. I dette kapitlet skal vi derfor se nærmere på hvordan lys og<br />
farger oppfører seg og lære om øynene og hjernen.
Hvorfor er<br />
noen gjenstander svarte?<br />
Svart er ikke en egen farge. Det at noe er svart, betyr egentlig at det ikke sender ut<br />
lys i det hele tatt. Svart er altså fravær av lys. Når en gjenstand ser svart ut, kan det<br />
skyldes to årsaker. Den første er at det ikke er noe lys som treff er gjenstanden. For<br />
eksempel vil alt se helt svart ut i et rom uten lyskilder. Den andre muligheten er at<br />
gjenstanden absorberer alt lyset som treff er den.<br />
Absorpsjon – når lyset fanges av gjenstanden<br />
Hvis du en varm sommerdag legger hånda på noe svart og deretter på noe hvitt,<br />
vil du oppdage at det som er svart har høyere temperatur enn det som er hvitt. Når<br />
solstrålene treff er gjenstandene, fanger den svarte gjenstanden solstrålene uten å<br />
sende dem ut igjen. Vi sier da at solstrålene blir absorbert, og temperaturen i gjenstanden<br />
øker. En hvit gjenstand sender derimot lys og varme tilbake, og er derfor<br />
hvit og kjølig.<br />
Refleksjon – når lyset sendes tilbake<br />
Lys kan også sendes tilbake etter å ha truff et en gjenstand. Vi sier da at lyset blir<br />
refl ektert. Jo mer av lyset som refl ekteres, dess lysere blir gjenstanden. Hvis fl aten<br />
som refl ekterer er jevn, kan du se et speilbilde av lyset som treff er den. Det er denne<br />
egenskapen som gjør at du kan se deg i speilet om morgenen. Speilet er laget for<br />
å refl ektere. I hverdagen ser du også lysrefl eksjoner når du ser solen speile seg på<br />
blankt vann, i vindusruter og på metallfl ater. Nå skal vi se på hvordan lysstrålene<br />
oppfører seg når de treff er et speil.<br />
Når en lysstråle treffer<br />
en svart overfl ate, blir<br />
lyset absorbert.<br />
Når en lysstråle treffer<br />
en hvit overfl ate, blir<br />
lysstrålen spredt i alle<br />
retninger.<br />
Når en lysstråle treffer<br />
et speil, blir lysstrålen<br />
refl ektert.<br />
KAPITTEL 6 – Lys og farger – 233
234 – TRIGGER 9<br />
Noen mener at man kan plassere gigantiske speil i verdensrommet rundt<br />
jorda for å refl ektere bort sollys. Slik tenker man at man kan regulere<br />
temperaturen på jorda og hindre global oppvarming. På samme måte er<br />
det kanskje mulig at man kan lage jordliknende forhold på planeten Mars.<br />
Ved å refl ektere sollyset mot et lite område på overfl aten av planeten, vil<br />
temperaturen her kunne bli rundt 20 ºC i motsetning til i dag hvor den er<br />
mellom - 20 og - 140 ºC.<br />
Hvorfor er de fleste speil flate?<br />
Et vanlig speil har en helt fl at overfl ate og kalles for et plant speil. Når en lysstråle<br />
treff er et plant speil med en bestemt vinkel, vil den sendes ut fra speilet med den<br />
samme vinkelen, men i motsatt retning. Dette kalles refl eksjonsloven. Siden lysstråler<br />
som treff er plane speil vil påvirkes likt uansett hvor på speilet de treff er, blir<br />
bildet vi ser i speilet likt med virkeligheten, bare speilvendt.
Hvis vi bruker begrepene fra fi guren, kan vi skrive refl eksjonsloven slik:<br />
refl eksjonsloven: innfallsvinkel = refl eksjonsvinkel<br />
DU TRENGER<br />
Vi studerer plane speil<br />
• et speil • skrivesaker • gradskive • linjal<br />
SLIK GJØR DU<br />
A<br />
B<br />
C<br />
D<br />
E<br />
F<br />
G<br />
Innfallsstråle<br />
Innfallsvinkel<br />
Refleksjonsvinkel<br />
Innfallsvinkel = Refleksjonsvinkel<br />
Bruk linjalen og trekk en rett linje på et blankt ark eller i arbeidsboka.<br />
Vi kan kalle denne linjen for speillinjen, siden speilet skal stå på denne<br />
linjen, eller parallelt med den.<br />
Bruk linjalen og trekk en linje i en vinkel inn på speillinjen. Sett deretter<br />
speilet på speillinjen.<br />
Se på linjen du har tegnet i speilet, og tegn en linje på papiret som<br />
fortsetter ut av speilet i samme retning.<br />
Tegn inn innfallslodd og marker innfallsvinkel og refl eksjonsvinkel.<br />
Mål innfallsvinkelen og refl eksjonsvinkelen med gradskiva.<br />
Gjenta dette for to nye innfallsvinkler.<br />
Refleksjonsstråle<br />
Hva viser forsøket om sammenhengen mellom innfallsvinkelen og<br />
refl eksjonsvinkelen?<br />
Sett speilet opp slik at det står 90° på skriveboka di. Finn fram en penn.<br />
Se inn i speilet og prøv å skrive navnet ditt slik at det ser riktig ut i speilet.<br />
Når vi snakker om lysets refl eksjon i et<br />
speil, bruker vi en del spesielle begreper.<br />
Disse er vist på fi guren til venstre. Lysstrålen<br />
som treffer speilet, kalles for<br />
innfallsstrålen, og strålen som sendes<br />
tilbake fra speilet kalles refl eksjonsstrålen.<br />
Vinklene til strålene måles mellom<br />
strålene og det som kalles innfallsloddet.<br />
Innfallsloddet er en tenkt linje som ligger<br />
i rett vinkel på speilfl aten akkurat der<br />
innfallsstrålen treffer speilet.<br />
KAPITTEL 6 – Lys og farger – 235
236 – TRIGGER 9<br />
I krumme speil varierer<br />
retningen på innfallsloddet<br />
etter hvor lysstrålen kommer<br />
inn på speilet. Speilbildet blir<br />
derfor fordreid i forhold til<br />
virkeligheten.<br />
I et speilrefl ekskamera og en<br />
kikkert brukes speil til å lede<br />
lyset gjennom linsene og til<br />
øyet.
Refl eks<br />
Hvorfor bruke refleks?<br />
Hvis du går i mørket uten refl eks, vil en bilfører oppdage deg først på 25–30 meters<br />
avstand. Har du refl eks, er du synlig på omtrent 140 meters avstand. Kjører bilen i<br />
50 km/t, betyr det at det tar omtrent 2 sekunder fra føreren oppdager deg, til bilen<br />
har passert. Med refl eks har bilføreren 10 sekunder på seg. Det er ingen tvil om at<br />
bruk av refl eks reduserer sannsynligheten for å bli påkjørt i mørket. Det kan være<br />
forskjellen mellom liv og død.<br />
Hvorfor lyser en refleksbrikke i mørket?<br />
I et vanlig speil blir lysstrålene refl ektert i en annen retning enn de kom fra, unntatt<br />
når de treff er 90 grader på speilet. Det spesielle med en refl eksbrikke er at lyset som<br />
treff er den blir refl ektert tilbake i samme retning, uansett hvilken vinkel det kommer<br />
fra. Når lyset fra billyktene treff er refl eksen, blir det refl ektert tilbake mot bilen,<br />
og gjør at de som sitter i bilen lett ser refl eksen.<br />
KAPITTEL 6 – Lys og farger – 237
238 – TRIGGER 9<br />
Hvordan virker en<br />
refleksbrikke?<br />
Nå skal vi prøve å forstå hvorfor refl eksen sender lyset tilbake dit det kom fra.<br />
DU TRENGER<br />
• 3 plane speil • en refl eksbrikke<br />
SLIK GJØR DU<br />
A<br />
B<br />
C<br />
D<br />
Still begge speilene opp på pulten slik at de står 90<br />
grader på hverandre. Fest med tape slik at speilene blir<br />
stående i denne posisjonen.<br />
Se inn mot hjørnekanten mellom speilene mens du beveger hodet<br />
i ulike vinkler. Hvilken egenskap har to speil som er stilt opp på denne<br />
måten? Studer fi guren til høyre hvis du fortsatt er usikker på svaret.<br />
Legg et tredje speil på pulten og sett de to andre speilene oppå dette slik at alle<br />
speilene står 90 grader på hverandre. Se inn mot hjørnekanten mellom to og to av speilene<br />
mens du beveger hodet i ulike vinkler. Hvilken forskjell er det når vi bruker tre i stedet<br />
for to speil?<br />
Prøv å åpne en refl eksbrikke forsiktig langs limingen med en kniv, slik at du ser hvordan den<br />
ser ut inni. Prøv å beskrive hvordan overfl aten er inne i en refl eks.<br />
Inne i refl eksen er det små rom som består av<br />
plastvegger. 3 og 3 av plastveggene står 90 grader<br />
på hverandre som hjørnene på terninger. Veggene<br />
inne i terningene fungerer da akkurat som speilfl ater,<br />
og lyset sendes tilbake dit det kom fra.
Transmisjon<br />
Når lyset går gjennom en gjenstand<br />
Til nå har vi sett at når lyset treff er en gjenstand, kan det bli absorbert eller<br />
refl ektert av gjenstanden. Det fi nnes også et tredje alternativ som er så vanlig at du<br />
helt sikkert kan fi nne eksempler på det bare ved å se deg rundt der du er akkurat nå.<br />
Gjennomsiktige materialer som glass og noen typer plast har den egenskapen at de<br />
leder lys. Lyset kan altså gå igjennom materialet. Dette fenomenet kalles transmisjon.<br />
Lyset beveger seg med ulik fart i ulike materialer<br />
Vi kjenner ikke til noe som kan bevege seg raskere enn lyset. Når lys går gjennom<br />
lufttomt rom (vakuum), beveger det seg med utrolige 300 000 km per sekund. Når<br />
lyset går gjennom områder der det er atomer og molekyler, beveger det seg med<br />
lavere hastighet, men i luft er hastigheten likevel omtrent den samme som<br />
i vakuum. I materialer som vann og glass reduseres hastigheten til omtrent<br />
¾ og ⅔ av hastigheten i luft.<br />
KAPITTEL 6 – Lys og farger – 239
240 – TRIGGER 9<br />
Hva er brytningsindeks?<br />
Den evnen et materiale har til å bremse hastigheten til lyset i forhold til<br />
hastigheten det har i vakuum, kalles brytningsindeksen og oppgis med et tall.<br />
Brytningsindeksen i vakuum er 1,0, for der er det ikke noe som bremser lyset. I luft<br />
er verdien 1,0003, altså nesten den samme. Vann har brytningsindeks på 1,33.<br />
Hvilken rolle spiller brytningsindeks?<br />
Når vi stikker en åre eller pinne ned i vann, ser det ut som om den får en knekk<br />
akkurat i vannoverfl aten. Årsaken er at når lys går mellom to materialer med ulik<br />
brytningsindeks (f.eks. luft og vann) blir det bøyd i overgangen mellom materialene.<br />
Hva skjer med lysstråler som går fra luft til vann?<br />
Her ser vi hva som skjer når en lysstråle sendes mot en vannoverfl ate. Noe av<br />
strålen refl ekteres i overfl aten, slik vi har sett i speil<br />
Innfallslodd<br />
tidligere, men noe av strålen går også ned i vannet. Innfallsstråle<br />
Hvis strålen hadde fulgt den opprinnelige retningen<br />
sin, ville den fortsatt langs den stiplede linjen. I stedet<br />
bøyes lyset av. Vi sier at lysstrålen brytes. Vinkelen<br />
Luft<br />
til det brutte lyset kalles da for brytningsvinkelen.<br />
Vann<br />
Brytningsvinkelen under vann er mindre enn<br />
innfallsvinkelen i lufta. Vi kan si at strålen<br />
Brytningsvinkel<br />
brytes inn mot innfallsloddet. Dette<br />
skjer alltid når lys går fra et sted<br />
med lav brytningsindeks til et<br />
sted med høyere brytningsindeks.<br />
Innfallsvinkel Refleksjonsvinkel<br />
Når lyset går fra lav til høyere<br />
brytningsindeks, vil brytningsvinkelen elen bli<br />
mindre enn innfallsvinkelen.<br />
Refleksjonsstråle<br />
Brytningsstråle<br />
Ofte legger vi ikke merke til at forskjellen i brytningsindeks<br />
gjør at lyset brytes. De færreste tror at sugerøret i vannglasset<br />
er ødelagt, selv om det ser sånn ut.
Hva skjer med lysstråler som går fra vann til luft?<br />
Når lyset sendes fra vannet og opp i luften, altså motsatt av<br />
eksemplet over, vil det delvis følge den samme banen:<br />
Noe av strålen vil bli refl ektert i vannoverfl aten og sendt ned i<br />
vannet igjen, mens resten av strålen vil gå opp i luften. Her vil<br />
den bøyes av, men denne gangen går lyset fra et stoff med høy<br />
brytningsindeks til et stoff med lavere brytningsindeks. Da blir<br />
brytningsvinkelen større enn innfallsvinkelen. Slik er det alltid<br />
når lys går fra et sted med høyere brytningsindeks til et sted med<br />
lavere brytningsindeks.<br />
Når lyset går fra høy til lavere brytningsindeks,<br />
vil brytningsvinkelen bli større enn innfallsvinkelen.<br />
Brytningsstråle<br />
Luft<br />
Vann<br />
Refleksjonsstråle<br />
Brytningsvinkel<br />
Refleksjonsvinkel<br />
Innfallslodd<br />
Innfallsvinkel<br />
Innfallsstråle<br />
Skytterfi sken som ble beskrevet i åpningen av<br />
kapitlet, har en utfordring når den skal sikte på<br />
insekter over vann. Hvis insektet befi nner seg<br />
et stykke unna der fi sken er, vil lysbrytningen i<br />
vannskorpa føre til at skytterfi sken sikter helt<br />
feil. For å unngå problemet velger skytterfi sken<br />
derfor å plassere seg like under insektet når<br />
den skal spytte. Når innfallsvinkelen er liten,<br />
utgjør ikke forskjellen mellom innfallsvinkelen<br />
og brytningsvinkelen så mye. Fra denne<br />
posisjonen kan fi sken sikte ganske presist, til<br />
tross for at den sikter fra under vann.
242 – TRIGGER 9<br />
Mynten som<br />
dukker opp igjen<br />
Nå kan du selv bevise at lyset faktisk kan endre retning når det går mellom vann<br />
og luft. Det gjør at vi kan se over kanten på et krus.<br />
DU TRENGER<br />
• et krus • en mugge med vann • en mynt • en medhjelper<br />
SLIK GJØR DU<br />
A<br />
B<br />
C<br />
D<br />
E<br />
Legg mynten i kruset.<br />
Se ned i kruset og gå forsiktig bakover inntil du ikke lenger kan se mynten.<br />
Mens du hele tiden ser ned i koppen, ber du nå medhjelperen din helle vann forsiktig<br />
opp i koppen. Dette må skje uten at mynten fl ytter på seg!<br />
Si fra når du kan se mynten igjen.<br />
Lag en tegning som viser hvordan lyset går fra mynten til øynene dine i de to tilfellene.<br />
Skriv en kort forklaring på hva som skjer når lyset passerer vannoverfl aten.
Vannoverflaten er ikke alltid gjennomsiktig<br />
Når du står på land og ser utover et mørkt speilblankt vann, kan du se et speilbilde<br />
av landskapet på vannoverfl aten. Hvis du dykker under vann og ser opp, kan<br />
du på samme måte se et speilbilde av bunnen.<br />
Totalrefleksjon i vann<br />
Hvis en dykker under vann ser opp mot himmelen, vil lyset bli brutt slik at<br />
brytningsvinkelen alltid er større enn innfallsvinkelen. Dette medfører et spesielt<br />
fenomen. Tenk deg at dykkeren lyser med en lommelykt opp mot himmelen. Ved<br />
en viss grense blir brytningsvinkelen 90 º. Hvis dykkeren førsøker å lyse utenfor<br />
KAPITTEL 6 – Lys og farger – 243
244 – TRIGGER 9<br />
denne grensen, vil alt lyset bli refl ektert. Dette kalles totalrefl eksjon.<br />
Vi vet at lyset følger tilsvarende linjer uansett hvilken vei det går. Det betyr at det<br />
heller ikke kan komme lys ned til dykkeren utenfor denne grensen. Det gjør at<br />
dykkeren kan se himmelen som en stor sirkelfl ate like over seg. Utenfor dette er<br />
det bare mulig å se speilbildet av havbunnen.<br />
Når lys ledes gjennom optiske kabler,<br />
benytter man nettopp fenomenet<br />
totalrefl eksjon. Lyset kan ikke trenge<br />
ut av kabelen fordi det hele tiden<br />
treff er overfl aten i en vinkel som er<br />
for skrå til at lyset kommer seg ut av<br />
kabelen. Dermed refl ekteres det fra<br />
side til side gjennom kabelen, helt til<br />
enden hvor det kan slippe ut.
Glass<br />
Glass har brytningsindeks på omtrent 1,5, dvs. høyere enn både luft (1,0) og vann<br />
(1,3). Glass har den fi ne egenskapen at det kan formes, og kombinert med kunnskap<br />
om lysets egenskaper, har vi mennesker lært oss å lage gjenstander som kontollerer<br />
lyset. Vi kan blant annet bruke linser.<br />
KAPITTEL 6 – Lys og farger – 245
246 – TRIGGER 9<br />
Hvorfor er linser viktige?<br />
Vi bruker linser til å bryte lys, slik at det samles eller spres.<br />
Noen linser forstørrer, slik at vi kan se ting vi ikke kan se med det blotte<br />
øyet. Slike linser er viktige i kikkerter, teleskoper, kamera, mikroskoper osv. Enda<br />
viktigere er kanskje linsene vi bruker i briller og kontaktlinser for å rette opp feil i<br />
synet vårt.<br />
En linse som samler lyset kalles konveks<br />
Når parallelle lysstråler går gjennom en konveks<br />
linse, vil de samles i et punkt bak linsa. Dette<br />
punktet kalles brennpunktet. Forstørrelsesglass<br />
og linsa vi har i øyet, er konvekse linser. De<br />
konvekse linsene kalles også for samlelinser.<br />
En linse som sprer lyset kalles konkav<br />
Når parallelle lysstråler går gjennom en konkav<br />
linse, vil de spres utover. Konkave linser kan<br />
derfor brukes til å spre lys, og får ting til å se<br />
mindre ut.
Vikinglinser<br />
De første konvekse linsene man vet om ble laget i antikkens Hellas og<br />
brukt til å lage ild. På Gotland har man funnet 1000 år gamle linser<br />
av bergkrystall som var slepet for hånd. Linsene har så god kvalitet at<br />
vikingene kunne ha laget teleskoper 500 år før teleskopet ble funnet opp.<br />
Det er usikkert hva linsene ble brukt til, men de var sterke nok til å både<br />
forstørre og til å få lage ild av sollys. Å slipe linser til briller ble ikke gjort<br />
før på 1200-tallet.<br />
KAPITTEL 6 – Lys og farger – 247
248 – TRIGGER 9<br />
Studer lysets retning<br />
Nå skal du selv prøve å sende lys gjennom ulike linser og prismer. Et prisme<br />
er laget av et gjennomsiktig materiale og fl ere rette sidefl ater. Når du<br />
sender lysstråler i ulike vinkler inn i et prisme, vil du kunne observere både<br />
lysbrytning og totalrefl eksjon.<br />
DU TRENGER<br />
• en lyskilde, helst med muligheter for å lage fl ere parallelle lysstråler • et stearinlys<br />
• noen linser og prismer • notatsaker<br />
NOEN FORSLAG TIL HVA DU KAN GJØRE<br />
A<br />
Prøv deg fram med å sende lys gjennom en konveks og en konkav linse. Tegn hvordan<br />
lysstrålene går i de to tilfellene.<br />
B Tenn stearinlyset og sett det et stykke foran en konveks linse. Hold et papir opp bak linsa<br />
og før papiret mot linsa, eller vekk fra linsa til du kan se et skarpt bilde av stearinlyset på<br />
papiret. Etter hvert som du fjerner lyset og bildet er skarpt har du funnet linsas brennpunkt.<br />
C Lag en fi gur som viser hvordan lyset går.<br />
D<br />
E<br />
Send en lysstråle på skrå inn i et rektangulært formet prisme, slik at strålen går gjennom<br />
prismet og kommer ut på den andre siden. Sammenlikn retningen på strålen inn<br />
i prismet og ut av prismet. Tegn hvordan lyset går gjennom prismet. Blir det refl ektert<br />
noen steder? Forklar hvorfor lyset brytes ulikt på vei inn i og ut av prismet.<br />
Prøv å få dannet en regnbue (et spektrum) ved å bruke et trekantformet prisme. Tegn<br />
lysets vei gjennom prismet. Hva skal til for å få dannet en «regnbue»? Hvor kommer<br />
fargene i denne regnbuen fra, tror du?
Sammendrag<br />
• Når lys går gjennom luft og treffer en gjenstand, kan én eller fl ere av disse tre tingene<br />
skje med lyset:<br />
1 Det kan bli fanget opp i gjenstanden.<br />
2 Det kan bli refl ektert av gjenstanden.<br />
3 Det kan passere inn i og gjennom gjenstanden.<br />
• Når noe er svart, fanger det opp (absorberer) alt lys som treffer det.<br />
• Når en lysstråle treffer et plant speil i en vinkel, vil strålen bli refl ektert med den<br />
samme vinkelen, men i motsatt retning.<br />
• Refl eksjonsloven: innfallsvinkel = refl eksjonsvinkel<br />
• Den evnen et materiale har til å bremse lyshastigheten, kalles den optiske tettheten til<br />
materialet.<br />
• Når lys går fra lav til høyere brytningsindeks, vil brytningsvinkelen bli mindre enn<br />
innfallsvinkelen.<br />
• Når lyset går fra høy til lavere brytningsindeks, vil brytningsvinkelen bli større enn<br />
innfallsvinkelen.<br />
• Når lyset går fra høy til lavere brytningsindeks, vil store innfallsvinkler gi det som<br />
kalles totalrefl eksjon. Det betyr at alt lyset refl ekteres.<br />
• Konvekse linser samler lyset, mens konkave linser sprer lyset.<br />
TEST DEG SELV<br />
1. Hva kan skje med lys som treffer en gjenstand?<br />
2. Hva er en svart gjenstand?<br />
3. Hva skjer med en lysstråle som treffer et plant speil?<br />
4. Hva skjer med lysstråler som går fra luft til vann?<br />
5. Hvorfor var oppfi nnelsen av linser så viktig?<br />
KAPITTEL 6 – Lys og farger – 249
6.2 Fra lys til farge<br />
For å skjønne hva lys er, må vi studere lysets egenskaper. Vi vet at lysstråler går rett<br />
fram, og når noe står i lysets vei, dannes det en skygge på baksiden. I tillegg vet vi at<br />
lys kan bli refl ektert, omtrent på samme måte som en ball som treffer en vegg. Hva er<br />
egentlig lys, og hvordan oppstår farger?<br />
250 – TRIGGER 9
Er lys bølger<br />
eller partikler?<br />
Både bølger på vannet og trillende klinkekuler på et golv kan bli refl ektert eller<br />
stoppet når de treff er en vegg. Derfor kan man også undre på om lys består av<br />
bølger eller bittesmå partikler. I mange tilfeller oppfører lys seg som bølger. Lyset<br />
bøyes av når det passerer trange åpninger, akkurat som bølger som går gjennom<br />
et trangt sund. Noen av egenskapene til lyset viser at lys må være bølger, mens<br />
andre egenskaper viser at lys også må være partikler. Vi sier derfor at lyset både er<br />
partikler og bølger! Det er i grunnen ganske gåtefullt.<br />
ELEKTROMAGNETISK STRÅLING er en strøm av energi i form av elektromagnetiske bølger.<br />
Hva er lys?<br />
Lys er den typen elektromagnetiske bølger vi kan oppfatte med øynene våre. Lyset<br />
og andre elektromagnetiske bølger består av fotoner. Fotonene er små partikler,<br />
men selv om de er partikler, oppfører de seg altså også som bølger. Det er altså<br />
fotonene som gir lyset dets egenskaper.<br />
Kan man egentlig se lys?<br />
Vi kan ikke se lysstråler, unntatt når de kommer rett inn i øynene våre.<br />
Når du ser en lysstråle, skyldes det som regel små partikler i luft (tåke<br />
eller støv) eller vann. Når lyset treff er disse partiklene, blir det spredt mot<br />
deg og du kan se lys. Siden det kommer lys fra alle partiklene som treff es<br />
av en lysstråle, kan det se ut som om du kan se lysstrålen.<br />
Hvordan kan man beskrive bølger?<br />
For å forstå hvorfor lyset oppfører seg som det gjør, trenger vi å vite<br />
mer om hvordan man beskriver bølger. Selv om vi egentlig jobber med<br />
elektromagnetiske bølger, kan du godt tenke på bølger i vann. Da blir det<br />
kanskje litt enklere å forstå?
Gammastråling<br />
alt under 0,03 nm<br />
Røntgenstråling<br />
0,03 nm til 30 nm<br />
Ultrafi olett<br />
stråling<br />
bølgelengde<br />
Bølgelengde<br />
Bølgelengden er avstanden mellom<br />
to bølgetopper som kommer etter<br />
hverandre. Bølgelengden til radiobølger<br />
kan være fra under en meter og<br />
opptil fl ere hundre meter lang, mens<br />
bølgelengden for gammastråling er<br />
0,03 nanometer eller kortere.<br />
252 – TRIGGER 9<br />
Synlig lys<br />
400 nm til 700 nm<br />
Infrarød stråling<br />
(varmestråling)<br />
700 nm til 14 000 nm<br />
Frekvens<br />
Frekvensen forteller hvor mange bølger<br />
som passerer på ett sekund. En<br />
høy frekvens betyr at bølgene kommer<br />
tett. Når vi oppgir frekvensen,<br />
bruker vi benevningen Hz (Hertz),<br />
som betyr antall svingninger pr.<br />
sekund.<br />
Mikrobølgestråling<br />
1 mm til 1000 mm (1 m)<br />
bølgelengde<br />
Bølgehastighet<br />
Når vi kjenner antall bølger som<br />
passerer per sekund (frekvensen) og<br />
lengden på hver bølge (bølgelengden),<br />
kan vi enkelt beregne bølgehastigheten.<br />
Bølgehastigheten forteller<br />
hvor langt bølgene beveger seg på<br />
et sekund: bølgehastigheten (m/s) =<br />
bølgelengden (m) • frekvens (1/s)<br />
Hva vet vi om elektromagnetiske bølger?<br />
Likheten mellom alle typer elektromagnetiske bølger er at:<br />
• De kan bevege seg i alle retninger.<br />
• Bevegelsene skjer i rette linjer.<br />
• Bølgelengden spiller ingen rolle for hastigheten.<br />
• I vakuum er hastigheten 300 000 km/sekundet.<br />
Hovedforskjellen mellom de ulike typene stråling er energimengden de bærer med seg.<br />
Når bølgelengden blir kortere, vil frekvensen øke og bølgene vil passere oftere. Derfor<br />
kan den kortbølgede strålingen frakte med seg mer energi enn den langbølgede.<br />
Radiobølgestråling<br />
Over 1 m
Lys er bare én av mange typer elektromagnetiske bølger<br />
De mest langbølgede elektromagnetiske bølgene er radiobølgene. Deretter kommer<br />
mikrobølgene og så den infrarøde strålingen som også kalles varmestråling. Disse<br />
typene stråling har for stor bølgelengde til at vi kan se dem. Lyset som er synlig for oss<br />
mennesker, har kortere bølgelengder enn infrarød stråling, men lengre bølgelengde<br />
enn ultrafi olett stråling. Røntgenstråling og gammastråling har de korteste bølgelengdene<br />
og er derfor den typen elektromagnetiske bølger som frakter med seg mest<br />
energi.<br />
Hvordan kan lys ha ulik farge?<br />
Det er bølgelengden som avgjør hvilken farge lyset har. Øyet ditt kan oppfatte lys med<br />
en bølgelengde fra ca. 700 nm til ca. 380 nm. Lyset med de lengste bølgelengdene oppfatter<br />
vi som rødt, mens de korteste bølgelengdene oppfattes som fi olett. For å huske<br />
rekkefølgen på fargene, med minkende bølgelengde, kan du lære deg ordet ROGGBIF.<br />
Det står for rødt, oransje, gult, grønt, blått, indigo og fi olett, og er også rekkefølgen på<br />
fargene i regnbuen.<br />
Hva er hvitt lys?<br />
Det hvite lyset som kommer fra sola, er en blanding av elektromagnetiske bølger med<br />
forskjellige bølgelengder. Hvitt lys inneholder altså alle fargene, og det er derfor vi<br />
sier at hvitt ikke er en farge. Når hvitt lys brytes på en spesiell måte, kan vi få spredd<br />
fargene i det hvite lyset, og for eksempel få dannet en regnbue.<br />
Hvorfor dannes regnbuen?<br />
Når sollyset treff er små vanndråper<br />
i luften, vil lysbølgene<br />
brytes litt inne i vanndråpene.<br />
Vi vet at det er forskjellen i<br />
brytningsindeks som bestemmer<br />
hvor mye lyset blir brutt.<br />
I tillegg er det slik at også<br />
bølgelengden på lyset har noe å<br />
si. Lyset med minst bølgelengde<br />
brytes lettere enn lyset med<br />
lang bølgelengde. Dermed<br />
brytes de ulike fargene i sol lyset<br />
forskjellig, og vi får dannet en<br />
regnbue.<br />
KAPITTEL 6 – Lys og farger – 253
254 – TRIGGER 9<br />
Hvorfor er himmelen blå<br />
og solnedgangen rød?<br />
Har du tenkt på hvorfor solen noen ganger ser rød ut? Gjennom denne aktiviteten<br />
kan det hende du vil forstå litt mer av fargene du ser på himmelen.<br />
DERE TRENGER<br />
• en overhead, eller ev. en kraftig lommelykt<br />
• en høy og gjennomsiktig beholder med vann • skummet melk<br />
SLIK GJØR DERE<br />
A<br />
B<br />
C<br />
D<br />
E<br />
F<br />
Fyll beholderen med vann og sett den på overheaden. Skru på overheaden, slik at det går<br />
lys opp gjennom beholderen. Har dere ikke overhead, kan dere bruke en lommelykt og lyse<br />
gjennom beholderen.<br />
Se på lyset som kommer gjennom beholderen. Hvilken farge vil dere si dette lyset har?<br />
Tilsett noen dråper/en liten skvett skummetmelk i beholderen. Studer fargen på vannet nå.<br />
Studer lyset som går gjennom beholderen ved å se på bildet på veggen fra overheaden. Hvilken<br />
farge vil dere si dette lyset har? Hvis lyset fortsatt er hvitt, må dere tilsette litt mer skummetmelk.<br />
Skummetmelka tilsvarer små partikler som fi nnes i atmosfæren. Hvilken effekt har slike partikler<br />
på lyset? Hvorfor spres det blå lyset mest?<br />
Når sollyset passerer på skrå gjennom atmosfæren om morgenen og kvelden, må lyset gå en<br />
lengre vei gjennom atmosfæren før det treffer øynene dine. Hvorfor tror du lyset som kommer<br />
fram er rødlig?
Hvorfor har<br />
gjenstander ulik farge?<br />
Du er sikkert blant de mange som sier at en appelsin er oransje og en tomat er rød.<br />
Egentlig er ikke det helt riktig. En tomat er jo bare rød når den er i lyset. Den er ikke<br />
rød i mørket! Så hva betyr det å være rød? En tomat som er i sollyset, absorberer<br />
alle fargene fra sollyset, unntatt det røde. En tomat ser altså rød ut fordi den<br />
refl ekterer det røde lyset som treff er den. Når en gjenstand har en bestemt farge,<br />
betyr det at den refl ekterer lys med akkurat den fargen. Lys med andre farger blir<br />
absorbert i gjenstanden.<br />
Hva skjer når vi blander farger?<br />
For å svare på det spørsmålet må vi først være helt sikre på hva vi mener. Det er<br />
nemlig to muligheter. Den ene er at vi blander lys med ulike farger. Den andre<br />
muligheten er når vi blander fargestoff er, slik som når vi blander maling. Disse to<br />
måtene å blande farger på er helt forskjellige, som vi nå skal se.<br />
KAPITTEL 6 – Lys og farger – 255
256 – TRIGGER 9<br />
Å blande farget lys<br />
Når vi ikke har noe lys, er det svart. Når vi<br />
blander lys, legger vi hele tiden til lys med<br />
andre bølgelengder. Jo fl ere bølgelengder vi<br />
så legger til, jo nærmere kommer vi hvitt lys,<br />
siden hvitt lys er en blanding av alle fargene.<br />
Når vi blander lys, legger vi hele tiden til nytt<br />
lys – vi adderer. Derfor kalles det for additiv<br />
fargeblanding. Fargene i TV-bildet er dannet<br />
ved additiv fargeblanding.<br />
Å blande fargestoffer<br />
Hvis du blander farger når du maler, oppdager<br />
du at fargene ikke oppfører seg på samme<br />
måte som når farger i lys blander seg. Fargestoff<br />
er har den egenskapen at de absorberer<br />
alle fargene unntatt de vi oppfatter. Når man<br />
blander fl ere fargestoff er, vil fl ere og fl ere<br />
farger bli absorbert av blandingen. Til slutt vil<br />
blandingen trekke fra alle fargene i spekteret,<br />
og vi har fått svart. Siden det å blande fargestoff<br />
er gjør at mer og mer av lyset absorberes,<br />
kalles denne måten å blande farger på for subtraktiv<br />
fargeblanding. Når du blander maling<br />
eller skriver ut på en fargeskriver, dannes<br />
fargene ved subtraktiv fargeblanding.
Sammendrag<br />
• Lys oppfører seg som både partikler og bølger.<br />
• Bølgelengden er avstanden mellom to bølgetopper som kommer etter hverandre.<br />
• Frekvensen forteller hvor mange bølger som passerer på en gitt tid. Når vi oppgir<br />
frekvensen, bruker vi benevningen Hz (Hertz), som betyr antall svingninger pr. sekund.<br />
• Lys er bare en av mange typer elektromagnetiske bølger.<br />
• Det er bølgelengden som avgjør hvilken farge lyset har. For å huske rekkefølgen på<br />
fargene, med minkende bølgelengde, kan du lære deg ordet ROGGBIF. Det står for<br />
rødt, oransje, gult, grønt, blått, indigo og fi olett, og er også rekkefølgen på fargene i<br />
regnbuen.<br />
• Hvitt lys er lys som inneholder alle fargene. Det er derfor vi sier at hvitt ikke er en<br />
farge.<br />
• Når en gjenstand har en bestemt farge, betyr det at den refl ekterer lys med den<br />
fargen. Lys med andre farger blir absorbert i gjenstanden.<br />
• Når vi blander lys, legger vi hele tiden til lys med fl ere bølgelengder. Jo fl ere<br />
bølgelengder vi så legger til, jo nærmere kommer vi hvitt lys, siden hvitt lys er en<br />
blanding av alle fargene.<br />
• Når man blander fl ere fargestoffer, vil fl ere og fl ere farger bli absorbert av<br />
blandingen. Til slutt vil blandingen absorbere alle fargene, og vi har fått svart.<br />
TEST DEG SELV<br />
1. Hva er lys?<br />
2. Hva betyr bølgelengde og frekvens?<br />
3. Hva er det som avgjør hvilken farge lyset har?<br />
4. Hva står ROGGBIF for?<br />
5. Hva er hvitt lys?<br />
KAPITTEL 6 – Lys og farger – 257
258 – TRIGGER 9<br />
6.1 Lyset<br />
1. Hva betyr det at en gjenstand absorberer lys?<br />
2. Hvorfor blir du varmere om sommeren når du går med svarte klær enn når du går med<br />
hvite klær?<br />
3. Hva kalles det når lyset som sendes mot en overfl ate sendes tilbake fra overfl aten?<br />
4. Hvorfor er de fl este speil fl ate?<br />
5. Tegn en fi gur som viser at du har forstått refl eksjonsloven.<br />
6. Forklar hvordan en refl eks virker.<br />
7. Hva skjer med hastigheten til lyset når det går fra luft til vann?<br />
8. Hva er den optiske tettheten til vann? Hva betyr det i praksis?<br />
9. Beskriv hva som skjer når en lysstråle sendes gjennom luften ned mot en vannoverfl ate.<br />
10. Hva skjer med en lysstråle som sendes fra vannet og opp i lufta?<br />
11. Hvordan løser skytterfi sken problemet med å sikte opp i luften under vann?<br />
12. Hva vil en dykker se når han ser opp mot vannoverfl aten?<br />
13. Hvilket fenomen er det som gjør at fi beroptiske kabler ikke slipper ut noe lys annet enn i<br />
endene?<br />
14. Hvilke to hovedtyper linser har vi, og hvordan fungerer de?<br />
6.2 Fra lys til farge<br />
Oppgaver<br />
1. Hva er det egentlig du ser når du ser en lysstråle?<br />
2. Hvordan kan vi fi nne ut bølgehastigheten (meter/sekund), hvis vi kjenner bølgelengden<br />
(meter) og frekvensen (antall bølger per sekund)?<br />
3. På hvilke bølgelengder fi nner vi synlig lys?<br />
4. Hvilke(n) farge(r) er det i sollys?<br />
5. Hvorfor dannes regnbuen?<br />
6. Hvorfor er himmelen blå om dagen, men rød ved soloppgang og solnedgang?
7. Hva er det som gjør en tomat rød?<br />
8. Hva skjer når vi blander farget lys?<br />
9. Hva skjer når vi blander fargestoffer?<br />
HVA ER RIKTIG?<br />
1. Skytterfi sken har innebygde briller for å kunne sikte under vann.<br />
2. Når en gjenstand er svart, skyldes det at det ikke kommer noe lys fra gjenstanden.<br />
3. Speil er fl ate for at det skal være lett å holde dem rene.<br />
4. Bruker du refl eks i mørket, er du synlig på over 100 meters avstand fra en billykt.<br />
5. Refl eksen sender lyset rundt i alle retninger akkurat som en lyspære.<br />
6. Hastigheten til lyset er den samme over alt.<br />
7. Årer blir litt bøyd når de kommer ned i vann.<br />
8. Speilbilder på vann skyldes at lyset blir refl ektert akkurat i vannoverfl aten.<br />
9. Man har produsert linser i tusen år. De første brillene ble laget på 1200-tallet.<br />
10. Hvis du blander rødt, blått og grønt lys, får du hvitt lys.<br />
FINN UT<br />
1. På tivoli og fornøyelsesparker fi nnes det ofte speilhus.<br />
Hvordan virker ulike speil i slike speilhus?<br />
2. Hvorfor er fi beroptiske kabler bedre enn vanlige ledninger<br />
når det gjelder å overføre signaler?<br />
KAPITTEL 6 – Lys og farger – 259