Øje, lys og farver. Farvespredning

Transkript

1 Side 1 af 2 Øje, lys og farver Farvespredning Formål: I skal opnå viden om, hvordan man med et spektroskop kan se, hvilke farver der er i forskellige lyskilders lys. Baggrundsviden: I et gitterspektroskop bruger man ikke et prisme af glas, men et optisk gitter. Det kan ligesom et prisme sprede lys, så lysets farver danner et spektrum. Gitteret er en tynd plastfolie med en masse parallelle sorte streger, der ligger tæt ved siden af hinanden. Gitterfolien sidder normalt i en lysbilledramme beskyttet af glas. Det gitter, vi benytter, har 600 streger/ mellemrum pr. mm. Det gør, at vi kun kan se stregerne i et mikroskop med god forstørrelse. Man kan enten bruge et færdigbygget spektroskop eller bygge et selv. Materialer: Mørkt plastrør, diameter 3-6 cm, længde ca. 15 cm. Tilsvarende lystæt plakatrør kan bruges. Det skæres så op i passende længder. Sort gaffatape Sort papir eller plastfolie Optisk gitter, 600 linjer pr. mm, monteret i diasramme. Forskellige lyskilder: glødelampe (kronepære), lysstofrør, energisparepære, lavtryks Na-lampe mv. Mikroskop Evt. færdigt spektroskop Illustration: Hans Møller

2 Side 2 af 2 Fremgangsmåde: 1. Du skal bruge et lystæt plast- eller paprør. Hvis røret ikke har en lystæt væg, kan man svøbe aluminiumfolie udenom. 2. Ved hjælp af sort gaffatape laves en smal lysspalte i den ene ende. 3. I den anden ende af røret taper du et optisk gitter fast. Vær opmærksom på, at linjernes retning inde i gitret skal være parallel med lysspalten. Find selv en metode til at bestemme retningen på linjerne i gitret. 4. Med spektroskopet kan du nu se på forskellige lyskilder. Anbring spalten rimeligt, så den vender mod lyskilden. Sæt øjet ret tæt på gitteret i den anden ende af røret og se, hvordan spektret ser ud. Resultater: Beskriv forskelle og ligheder i spektrene fra de forskellige lamper. Hvilken farve lys afbøjes mest med brug af et optisk gitter? Hvilken farve lys afbøjes mest med brug af et prisme?

3 Side 1 af 2 Øje, lys og farver Test din solcreme Formål: I skal opnå viden om, hvor meget af strålingen der bremses af solcremer med forskellig beskyttelsesfaktor. Baggrundsviden: Solens UV-stråling kan give kræft i huden. Nogle hudkræftformer er meget farlige. Solcreme med høj beskyttelsesfaktor beskytter huden mod UV-strålingen. Som indikator for stråling bruges hvidt papir, der er farvet med optisk hvidt. Det er en slags farvestof, som udsender blåligt lys, når det rammes af usynlig UV-stråling. Materialer: Solcreme med lav beskyttelsesfaktor, fx 6 Solcreme med høj beskyttelsesfaktor, fx 20 Almindelig hudcreme 2 mm glasplade Modellervoks UV-lampe (blå) Hvidt papir Fremgangsmåde: 1. Læg et stykke hvidt papir på bordet. 2. Anbring glaspladen oven på klatter af modellervoks, så den er hævet ca.1,5 cm over papiret. (Almindeligt glas tillader en del af UV-strålingen at passere). 3. Tænd en UV-lampe og mørklæg lokalet. 4. Hold lampen hen over glaspladen og papiret. Illustration: Hans Møller

4 Side 2 af 2 Resultater: Hold lampen hen over glaspladen og papiret Hvad sker der med papiret? Tænd lyset og smør nu 1 dråbe af 3 forskellige lotions på glaspladen med 3-4 cm s afstand. Smør i de 3 lotionpletter, indtil vandet i pletten er fordampet væk. Når det er sket, er pletten helt blank og gennemsigtig. Mørklæg igen og hold lampen hen over glaspladen. Hvad ser du på papiret under glaspladen? Konklusion: Forklar, hvad forsøget viser, og hvordan man kan sammenligne og bestemme beskyttelsesevnen i en sollotion? Ekstra opgave: Find informationer i leksika eller på nettet om de forskellige slags UV-stråling (UVA, UVB og UVC). Fx om de findes, hvor farlige de er, hvad de bruges til osv. Find informationer om hudkræft på Kræftens Bekæmpelses hjemmeside. Brug informationerne til at skrive en rapport om forsøget og om, hvorfor man skal beskytte huden mod Solen ved solbadning.

5 Side 1 af 2 Øje, lys og farver Forsøg med optik Formål: I skal opleve, hvordan lys brydes i linser, og hvordan det reflekteres fra spejle med forskellig form. Baggrundsviden: Et optiksæt kan bruges til at vise, hvad der sker med lys, når det passerer gennem legemer af glas, som har forskellige former (fx prismer og linser). Det kan også vise, hvordan lys tilbagekastes fra spejle med forskellige former. Materialer: Optiksæt med lysboks Strømforsyning 12 V Fremgangsmåde: 1. Tag lysboksen, tænd den og sæt en kam i den ene ende, så enten én eller flere parallelle lysstråler går ud fra boksen. (Der er kamme i sættet med én og flere lodrette lysspalter). 2. Inden I går i gang, skal I se, hvilke spørgsmål I skal svare på - se spørgsmålene under resultater 3. Undersøg nu, hvordan lysstrålerne passerer gennem de forskellige legemer af glas. Du kan efter behov bruge en enkelt lysstråle eller et bundt parallelle stråler. 4. Lav omhyggelige tegninger, der viser strålegangen før og efter passage af glasset. 5. Du kan lægge et hvidt A-4 ark under lysboksen og linsen, og tegne direkte efter lysstrålerne. 6. Undersøg også, hvordan lysstråler tilbagekastes fra et almindeligt spejl og fra et hulspejl. Illustration: Hans Møller

6 Side 2 af 2 Resultater: Før tegningerne omhyggeligt ind i jeres forsøgsjournal og afslut arbejdet med en rapport. I rapporten skal I blandt andet forklare om forsøgets formål, hvad I har undersøgt og fundet ud af. I rapporten skal I kunne besvare spørgsmål som disse: Hvad sker der med en lysstråle, der går vinkelret ind eller ud af en glasoverflade? Hvad sker der, når en lysstråle går skævt ind eller ud af en glasoverflade? Hvad sker der, når et parallelt lysbundt går igennem linser? Hvad forstår man ved en samlelinse (konveks) og en spredelinse (konkav)? Hvordan finder man en linses brændpunkt? Hvordan spejles lysstråler?

7 Side 1 af 2 Øje, lys og farver Camera Obscura Formål: I skal øve jer i, at bygge modeller. Her af et camera obscura. I skal også øve jer i at finde informationer. Baggrundsviden: Camera obscura betyder mørkt rum på latin. Det er et meget simpelt apparat, der kan lave et billede af omgivelserne på hovedet. Materialer: 1 lystæt pap- eller plastrør (helst sort eller sortmalet), længde ca. 20 cm, diameter 6-8 cm. Stiv alufolie, fx bunden af en leverpostejform. Pergamentpapir madpapir. Sort karton. Saks. Rundt søm. Tape af lærred (gaffatape). Fremgangsmåde: 1. Røret lukkes i den ene ende med stiv alufolie, der tapes fast. 2. I den anden ende tapes der lidt pergamentpapir fast, så papiret sidder stramt. 3. Midt i den stive alufolie prikkes et lille rundt hul med et søm. 4. Et camera obscura kræver meget lys. Det skal derfor bruges udendørs og gerne i solskin. 5. Svøb lidt sort karton om enden af røret, så kartonen danner et udvendigt rør, du kan se ind i.

8 Side 2 af 2 6. Ret derefter dit camara obscura mod fx en bil eller et træ. 7. Hvordan ser billedet ud, som dannes på pergamentpapiret? Illustration: Hans Møller Resultater: Find oplysninger om camera obscura på Internettet og brug oplysningerne til at skrive mere om camera obscura i jeres forsøgsjournal, fx hvordan man brugte et camera obscura i gamle dage. Forklar tydeligt på en tegning, hvordan billedet dannes på bagvæggen af dit eget camera obscura.

9 Side 1 af 3 Øje, lys og farver Billeddannelse Formål: I skal opnå viden om billeddannelse ved hjælp af en samlelinse og om linsers brændvidde. Materialer: Stearinlys i stage Linse (samlelinse) i bordholder + 5, +10, +20, -20 Matteret skærm i bordholder Lineal eller målebånd Lille reuterlampe 6V Ekstra linse +10 Fremgangsmåde for 1. del af forsøget (Billeddannelse): 1. Lokalet skal være næsten mørklagt. 2. Sæt en linse og en skærm i en vis afstand fra hinanden på bordet. 3. Tænd et stearinlys og sørg for, at flammen står nøjagtigt i højde med linsen. Lyset må ikke stå for tæt på linsen. Start med en afstand på cm. 4. Prøv nu at anbringe lys, linse og skærm, så der dannes et skarpt billede af flammen på skærmen. 5. Du kan prøve med linser af forskellige styrker. Illustration: Hans Møller

10 Side 2 af 3 Resultater for 1. del af forsøget: Noter resultatet af jeres forsøg ned med tegning og tekst. Fremgangsmåde for 2. del af forsøget (Brændvidde og brændpunkt): 1. Tilslut reuterlampen til 6V spændingskilde. 2. Anbring en +10 linse foran lampen, så der dannes et parallelt strålebundt. 3. Sæt de forskellige linser ind i det parallelle strålebundt og brug matglaspladen til at fange brændpunktet (hvor lyset danner en lille prik). Illustration: Hans Møller Resultater for 2. del af forsøget: Noter linsestyrke og brændvidden (dvs. afstanden mellem linse og skærm med brændpunkt) for de forskellige linser. Konklusion: Forklar jeres forsøg så godt som muligt. Hvad er brændvidden i cm på en linse med dioptri på +10?

11 Side 3 af 3 Hvad er brændvidden i cm på en linse med dioptri på +5? Hvordan går det med lyset, når det passerer linsen med dioptri -30?

12 Øje, lys og farver Solnedgang demonstrationsforsøg Formål: I skal opnå viden om, hvorfor Solen bliver rød, når den går ned, og hvorfor himlen er blå. Baggrundsviden: Forsøget er et modelforsøg, hvor Solen erstattes af en lampe, atmosfæren og dens støv erstattes af vand med skummetmælk. Det er jeres lærer, der gennemfører forsøget. Til læreren: Se materialeliste og fremgangsmåde i lærervejledningen. Illustration: Hans Møller

13 Side 1 af 2 Øje, lys og farver Efterbilleder Formål: I skal opleve, hvordan hjernen nogle gange opfatter farver, der slet ikke er der. Det skyldes et sjovt samspil mellem øjet og hjernen. Materialer: Farveblyanter eller farvekridt i forskellige farver Papir (eller tavle) Farvetrekant Fremgangsmåde: 1. I skal bruge en arbejdsplads med meget lys. 2. Tegn et stort fuglebur på et stykke papir. 3. Tag et andet stykke papir og tegn en fugl. 4. Giv fuglen en kraftig farve, fx rød. 5. Læg papir med fuglen over papiret med buret - og se i 15 sekunder på fuglen. 6. Fjern derefter fuglen og se videre på papiret med buret. Resultater: Hvilken ny farve opstår i din hjerne, når du ser på papiret med buret? Illustration: Hans Møller

14 Side 2 af 2 Se på farvetrekanten. Hvordan er fuglens farve og efterbilledets farve placeret på farvetrekanten i forhold til hinanden? Ekstra opgave: Tegn et stort svensk flag og farvelæg det i komplementærfarver (modsatfarver) på et stykke A4 papir. Dvs. et gult flag med blåt kors. Læg tegningen af flaget oven på et stykke hvidt papir. Se på flaget i 15 sekunder og fjern det herefter, mens du ser videre på papiret nedenfor. Hvad ser du? Du kan prøve det samme med et Dannebrog i komplementærfarver, dvs. et blågrønt flag med sort kors? Find ud af, hvordan man kan forklare efterbilleder - brug fx Internettet.

15 Øje, lys og farver Farvede skygger demonstrationsforsøg Formål: I skal opleve samspillet mellem hjernen og øjnene ved farveaddition. Det er jeres lærer, der gennemfører forsøget. Til læreren: Se materialeliste og fremgangsmåde i lærervejledningen.

16 Side 1 af 3 Øje, lys og farver Farver på ting Formål: I skal opleve, hvordan farvestoffer i farvede folier absorberer nogle farver og sender andre videre. Baggrundsviden: Når ting har farver, skyldes det farvestoffer, som absorberer (opsuger) nogle af farverne i det hvide lys. De farver i lyset, som ikke absorberes, når frem til øjet. Når farver absorberes i farvestoffer, trækkes de på en måde fra det hvide lys. Derfor taler man om farvesubtraktion. Subtraktion betyder jo at trække fra. Ud fra farvetrekanten kan man aflæse at: Cyan (blågrøn) er komplementærfarven til rød. Cyan absorberer derfor rødt lys. Magenta (rødviolet) er komplementærfarven til grøn. Magenta absorberer derfor grønt lys. Gul er komplementærfarven til blå. Gul absorberer derfor blåt lys. Materialer: Farvede transparente folier i A4 format farvefiltre i farverne cyan, magenta og gul. Opløsninger af levnedsmiddelfarvestofferne green S (E142) og tartrazin (E102) Petriskåle af plast. Hvidt papir

17 Side 2 af 3 Fremgangsmåde for 1. del af forsøget: 1. Tag et stykke hvidt papir. 2. Læg herpå de tre farvede folier - på skrå over hinanden. Så vil midten af papiret være dækket af alle tre farver. 3. Uden om vil der være områder, hvor 2 folier dækker hinanden, eller hvor der bare er én folie. Resultater for 1. del af forsøget: Hvilke farver ser I i de forskellige områder? 3 folier: hvor cyan, magenta og gul dækker hinanden: Farven bliver? 2 folier: hvor cyan og magenta dækker hinanden: Farven bliver? 2 folier: Hvor magenta og gul dækker hinanden: Farven bliver? 2 folier: Hvor cyan og gul dækker hinanden: Farven bliver?

18 Side 3 af 3 Konklusion for 1. del af forsøget: Forklar grundigt, hvilke farver der absorberes (trækkes fra), og hvilke farver der går videre op i vores øje i alle 4 tilfælde? I kan for enkelhedens skyld gå ud fra, at hvidt lys består af rød, grøn og blå. Fremgangsmåde for 2. del af forsøget: 1. Tag et stykke hvidt papir. 2. Fyld en petriskål halvt med tartrazin-opløsning. 3. Fyld en anden petriskål halvt med green S-opløsning. 4. Sæt skålene hver for sig på det hvide papir. 5. Sæt derefter skålene oven på hinanden. Resultater for 2. del af forsøget: Hvilken farve opstår, når du ser igennem skålene? Hvad sker der, hvis du hælder farverne sammen i én petriskål?

19 Side 1 af 2 Øje, lys og farver Farveblindhed Formål: I skal opnå viden om farveblindhed i jeres egen klasse. Baggrundsviden: Ca. 8 % af drenge/mænd er nemlig rød/grøn farveblinde. De kan altså ikke skelne røde og grønne nuancer fra hinanden. Andre typer farveblindhed og total farveblindhed er meget sjældne, men de kan opdages ved at se på særlige farvetavler. Materialer: Bog med farvetavler Farvefilter (farvet folie) i farven cyan (blågrøn) Fremgangsmåde - rød/grøn farveblindhed: 1. Find farvetavle nr. 3 i Ishiharas bog. Kan I se, hvilket tal der står? 2. Med normalt syn ser man tallet 5. Er man rød/grøn farveblind, ser man tallet I kan kunstigt gøre jer selv rød/grøn farveblind ved at se på ting gennem et cyan (blågrønt) filter. 4. Brug Ishiharas bog til at finde ud af, om der er andre slags farveblindhed i klassen.

20 Side 2 af 2 Ekstra opgave: 1. Find ud af, hvilke andre slags farveblindhed der findes, og hvor hyppige de er. 2. Find også ud af, om der er forskel på, hvor hyppigt farveblindhed optræder hos piger og drenge? 3. Brug Ishiharas bog og/eller opslag på Internettet.

21 Side 1 af 2 Øje, lys og farver Materialeliste Mørkt plastrør, diameter 3-6 cm, længde ca. 15 cm. Tilsvarende lystæt plakatrør kan bruges. Det skæres så op i passende længder. Sort gaffatape Sort papir eller plastfolie Optisk gitter, 600 linjer pr. mm, monteret i diasramme. Forskellige lyskilder: glødelampe (kronepære), lysstofrør, energisparepære, lavtryks Na-lampe mv. Mikroskop Evt. færdigt spektroskop Solcreme med lav beskyttelsesfaktor, fx 6 Solcreme med høj beskyttelsesfaktor, fx 20 Almindelig hudcreme 2 mm glasplade Modellervoks UV-lampe (blå) Hvidt papir Optiksæt med lysboks Strømforsyning 12 V 1 lystæt pap- eller plastrør (helst sort eller sortmalet), længde ca. 20 cm, diameter 6-8 cm. Stiv alufolie, fx bunden af en leverpostejform. Pergamentpapir madpapir. Sort karton. Saks. Rundt søm. Stearinlys i stage Linse (samlelinse) i bordholder + 5, +10, +20, 20 Matteret skærm i bordholder Lineal eller målebånd

22 Side 2 af 2 Lille reuterlampe 6V Ekstra linse +10 Farveblyanter eller farvekridt i forskellige farver Farvetrekant Farvede transparente folier i A4 format farvefiltre i farverne cyan, magenta og gul. Opløsninger af levnedsmiddelfarvestofferne green S (E142) og tartrazin (E102) Petriskåle af plast. Hvidt papir Bog med farvetavler