Hur blir ljuset från
När du gör ett hål i flaskan funkar vattenstrålen som en kabel och transportera ljuset från ficklampan, så det svänger! Men det där borde väl vara omöjligt, eller hur? Jo, det är sant att ljusstrålar alltid går rakt fram, men ändå funkar experimentet — ljuset följer med i vattenstrålen och svänger av. Vi tar det från början. Vi använder kakor för att analysera trafik och förbättra siten. Välj bort eller Fortsätt med kakor.
Registrera dig för att få tillgång till många gratis videor och quiz. Om du går med i en skola som har licens får du också tillgång till varje lektion. This is a modal window. Beginning of dialog window. Escape will cancel and close the window. Du kanske kommer ihåg att ljus alltid går rakt fram, men du kan faktiskt böja ljus med bara en flaska med vatten och en ficklampa. När du gör ett hål i flaskan funkar vattenstrålen som en kabel och transportera ljuset från ficklampan, så det svänger!
Jo, det är sant att ljusstrålar alltid går rakt fram, men ändå funkar experimentet — ljuset följer med i vattenstrålen och svänger av. Ljus går rakt fram, och jättefort. I fullständigt tomrum — vakuum — färdas ljuset i nästan trehundra tusen kilometer per sekund. Men när ljuset inte går genom vakuum, utan genom något genomskinligt material, rör det sig saktare. Genom luft går ljuset nästan lika fort som i vakuum, men genom glas eller vatten , färdas ljuset betydligt långsammare.
Den här egenskapen, att ljus går olika fort genom olika media, gör faktiskt också att ljuset kan svänga, när det byter från ett medium till ett annat.
Tryck i vatten
En förändring i hastighet, som orsakar en förändring i riktning? Det är inte så konstigt som det låter. Här kommer en bil, på väg till stranden. På asfalten har däcken bra grepp, och bilen går fort. Om bilen kör i sanden däremot, slirar däcken, och bilen rör sig långsammare. När bilen kör snett från asfalten in mot sanden kan vi se vad som händer. Bilens vänstra hjul, högst upp i bilden, är kvar på asfalten, medan de högra, nedtill, är i sanden.
Den sidan av bilen som är på asfalten är nu lite snabbare än den andra. Tänk nu att asfalten är luft, där ljuset går nästan lika fort som i vakuum. Sanden är glas, där ljuset går långsammare och bilen är en ljusstråle. När ljusstrålen kommer in i glaset, bromsas ena sidan före den andra, och strålen byter riktning. När ljusstrålen sen går ut ur glaset, och ut i luften igen, händer precis samma sak, men tvärtom. Ena sidan kommer ut i luften och får upp farten snabbare, och ljusstrålen åker nu i samma riktning som när den kom in i glaset.
När ljus svänger så här, säger vi att det bryts.
Solsystemet
Exakt hur mycket ljusstrålen bryts beror på förhållandet mellan ljusets hastighet i de båda materialen. Här är en tabell, som visar hur många gånger mer tid ljuset behöver för att färdas en viss sträcka i olika material, jämfört med vakuum. Det tar en och halv gång så lång tid för ljuset att gå genom glas, som genom vakuum, och mer än dubbelt så lång tid att gå genom diamant. Exakt hur mycket en ljusstråle bryts, beror på kvoten mellan ljushastigheten i de två materialen.
För att mäta brytningen gör du så här:. Dra en linje vinkelrätt mot ytan som ljusstrålen träffar. Den linjen kallar vi normalen. Nu kan du mäta vinkeln mellan den normalen och den infallande ljusstrålen — den infallande vinkeln. En stor skillnaden mellan de två vinklarna betyder att det är en stor brytning. Går ljusstrålen in i ett optiskt tätare material — ett med ett högre brytningsindex — så minskar brytningsvinkeln jämfört med infallsvinkeln.
Går strålen istället över till ett material med ett lägre brytningsindex, så ökar brytningsvinkeln jämfört med infallsvinkeln. Du kan se att det här fungerar, utan en tabellen över brytningsindex. Titta bara på ett sugrör i ett glas med vatten — det ser ut att vara avbrutet. Men det är bara ljusstrålarna som är brutna. För vatten har, precis som glas, ett högre brytningsindex än luft. Den här ljusstrålen, går från glas till luft.