Forsøg til Lys. Fysik 10.a. Glamsdalens Idrætsefterskole

Transkript

1 Fysik 10.a Glamsdalens Idrætsefterskole Henrik Gabs

2 1. Sammensætning af farver Beregning af Rødt laserlys's bølgelængde Beregning af Grønt laserlys's bølgelængde Måling af det hvide lys's farvespektrum Lysets fart Polarisering af lys Lys og Energi Leg med lysbox, Optisk gitter & farver Infrarødt lys fra Fjernbetjening Lysleder i plexiglas Lysleder i Vand Lærer: Henrik Gabs Side: 2

3 1. Sammensætning af farver Lysbox grønt farvefilter rødt farvefilter blåt farvefilter hvid baggrund strømforsyning (max 10volt) Rød baggrund De fleste dele ligger i flamingokassen. Du skal undersøge hvad der sker, når flere farver blandes. Du skal bruge Den ende af boxen, som har spejlene. her skal du sætte en farve i hver af de 3 huller. Ved hjælp af spejlene kan du fører farverne ind over hinanden, og lyse op på den hvide flade. Måden hvorpå farverne blandes, kaldes additiv farveblanding. Opgave: Noter her under hvilke farver du får når: rød og blå blandes: Rød og Grøn blandes: Grøn og Blå blandes: Alle tre farver: Hvilken af de 3 farver, vil man tydeligst kunne se, hvis man lyste op på en rød skærm.? Lærer: Henrik Gabs Side: 3

4 2. Beregning af Rødt laserlys's bølgelængde Laserwaterpas optisk gitter (600 l/mm) optisk gitter (1200 l/mm) lineal /målebånd Hvid baggrund lommeregner Når man sender lys igennem et optisk gitter, danner det et interferens mønster på den anden side. Det ser vi ved at der kommer flere pletter end der var før. Ved at lave nogle målinger, kan vi beregne lysets bølgelængde. Vejledning: Lav opstillingen, som vist på billedet. Alle afstande måles i meter. Mål afstanden mellem to pletter: (X) m Aflæs gitter afstanden: (d) m mål afstanden mellem gitteret og pletterne: (L) m Gitterafstanden er: 300 l/mm= 0, m 600 l/mm= 0, m 1200 l/mm= 0, m 1 meter= nm Det hele sætte nu ind i denne formel: Bølgelængde = d x L Det tal i nu får, flytter i kommaet, 9 pladser til højre, og i skulle gerne få et tal med 3 cifre. Gentag forsøget med det andet gitter, og se om du kommer frem til det samme resultat Bølgelængde = Bølgelængde = = = Lærer: Henrik Gabs Side: 4

5 3. Beregning af Grønt laserlys's bølgelængde Grøn laserpointer optisk gitter (600 l/mm) optisk gitter (1200 l/mm) lineal /målebånd Hvid baggrund lommeregner Gitterafstanden er: 300 l/mm= 0, m 600 l/mm= 0, m 1200 l/mm= 0, m 1 meter= nm Når man sender lys igennem et optisk gitter, danner det et interferens mønster på den anden side. Det ser vi ved at der kommer flere pletter end der var før. Ved at lave nogle målinger, kan vi beregne lysets bølgelængde. Vejledning: Lav opstillingen, som vist på billedet. Alle afstande måles i meter. Mål afstanden mellem to pletter: (X) m Aflæs gitter afstanden: (d) m mål afstanden mellem gitteret og pletterne: (L) m Det hele sætte nu ind i denne formel: Bølgelængde = d x L Det tal i nu får, flytter i kommaet, 9 pladser til højre, og i skulle gerne få et tal med 3 cifre. Gentag forsøget med det andet gitter, og se om du kommer frem til det samme resultat Bølgelængde = Bølgelængde = = = Lærer: Henrik Gabs Side: 5

6 4. Måling af det hvide lys's farvespektrum Lysbox m. smal lysstråle optisk gitter (600 l/mm) optisk gitter (1200 l/mm) lineal /målebånd Hvid baggrund lommeregner Når man sender lys igennem et optisk gitter, danner det et interferens mønster på den anden side. Det ser vi ved at der kommer flere pletter end der var før. Ved at lave nogle målinger, kan vi beregne lysets bølgelængde. Vejledning: Lav opstillingen, som vist på billedet. Alle afstande måles i meter. Her skal du se på de andre farver, hvis farven er bred, tages midten af pletten. Mål afstanden mellem to pletter: (X) m Aflæs gitter afstanden: (d) m Gitterafstanden er: 300 l/mm= 0, m 600 l/mm= 0, m 1200 l/mm= 0, m 1 meter= nm mål afstanden mellem gitteret og pletterne: (L) m Det hele sætte nu ind i denne formel: Bølgelængde = d x L Det tal i nu får, flytter i kommaet, 9 pladser til højre, og i skulle gerne få et tal med 3 cifre. Bølgelængde = = Bølgelængde = = Lærer: Henrik Gabs Side: 6

7 5. Lysets fart Lærer: Henrik Gabs Side: 7

8 6. Polarisering af lys Lærer: Henrik Gabs Side: 8

9 7. Lys og Energi Lærer: Henrik Gabs Side: 9

10 8. Leg med lysbox, Optisk gitter & farver Lysbox Lærer: Henrik Gabs Side: 10

11 9. Infrarødt lys fra Fjernbetjening Digital cam. Fjernbetjening Et digitalkamera bruger en såkaldt CCD-chip til at optage billeder med. Denne chip er meget følsom over for infrarødt lys. Hvis man derfor retter en infrarød lyskilde mod kameraet, så vil lyset kunne ses på kameraets LCD skærm. En infrarød lyskilde kan for eksempel være en fjernbetjening, der bruger en lille blinkende IR-diode til at sende signaler. Vejledning: Undersøg først om fjernbetjeningen rent faktisk virker og har friske batterier. Det kan du gøre ved at se, om det apparat, som fjernbetjeningen hører til (for eksempel et TV), reagerer på fjernbetjeningen. Hvis fjernbetjeningen virker, kan det pågældende digitalkamera åbenbart ikke se infrarødt lys. Måske sidder der et filter, som fjerner lyset, eller måske er der er optisk system, der absorberer for meget af det infrarøde lys. Brug et andet digitalkamera. Kamera fra mobiler virker vist ikke. Lærer: Henrik Gabs Side: 11

12 10. Lysleder i plexiglas Laser Bøjet glasrør En stang af plastik eller plexiglas kan anvendes som en lysleder. Kravet til en lysleder er, at lystrålen oplever total intern reflektion inde i lederen. En bøjet stang af plexiglas kan bruges som lysleder. Laserstrålen ledes rundt via total intern reflektion. I praksis kommer der dog en mere diffus lysstråle ud i den anden ende. Forsøget kan bruges til at demonstrere total intern reflektion samt princippet bag lysledere. Lysleder lavet af en bøjet plexiglasstang. En laserstråle kan sendes igennem fra en laserpointer. Man kan ofte se de første par reflektioner inde i lyslederen. Herefter bliver lyset meget diffust. Grønt laserlys sendes igennem en lysleder. Selv om der kommer et svagt, diffust lys ud fra hele stangen (pga. urenheder i plastikstangen), kommer hovedparten af lyset ud i den anden ende. For at lyslederen virker, skal der være stor forskel mellem lederens og omgivelsernes brydningsindeks. Vaseline har et brydningsindeks, der ligger tæt op ad plexiglas'. Hvis man placerer en lille klat vaseline på det sted, hvor laseren første gang reflekteres, vil lyset fortsætte ud af lyslederen og ind i vaselinen, hvor den spredes til alle sider. Lærer: Henrik Gabs Side: 12

13 11. Lysleder i Vand Laser Vand Gennemsigtigt kar med hul i siden Når en lysstråle bevæger sig fra et medium med højt brydningsindeks til et medium med lavt brydningsindeks - for eksempel fra glas til luft - så vil lysstrålen afbøjes væk fra en akse, der står vinkelret på overfladen. Det medfører, at for en given kritisk vinkel, vil lysstrålen afbøjes parallelt med overfladen, og dermed vil lyset forblive inde i glasset. Dette kaldes total intern reflektion, og det anvendes i lysledere, hvor en lysstråle ledes afsted inde i en fiber af glas, plastik eller lignende. En vandstråle kan bruges som en lysleder. Laseren lyser ind igennem den gennemsigtige side til venstre og rammer et hul i beholderen til højre. Lyset ledes ud sammen med vandstrålen. Tilsvarende kan man opleve med vand. Hvis en laserstråle sendes af sted ind i en vandstråle, så vil lyset følge vandstrålen, også selv om denne afbøjes let. Forsøget kan laves ved at hælde vand i en stor, klar beholder af plastik eller glas. Nær bunden i den ene side skal der være et hul, hvor vandet kan løbe ud af. Vandkar med boret hul i den ene side og laservindue lavet af klar plast sat fast i den anden side med epoxylim og gaffatape Ved at sende laserlys ind fra den modsatte side, kan man ramme vandstrålen lige netop der, hvor den forlader beholderen, og lyset følger med vandstrålen ud. Lærer: Henrik Gabs Side: 13