Fysik-kemi Viborg Private Realskole 2016-17 Elevforsøg i 10. klasse Lys Farver Optik
Lysets bølgeegenskaber. Lyskasse 1. Lys kan gå gennem hinanden. Materialer: Lyskasse Lav en opstilling og tegn. Brug evt. to forskellige farver lys. 2. Lys kan gå omkring hjørner. Materialer: Lyskasse, enspaltet spalte. Lyskasse Hvad kan du se, der sker med lysstrålen? Lyskasse 3. Lys kan interferere. Materialer: lyskasse, dias med pil, optisk gitter, laserpen. Pil-dias Optisk gitter Hvidt papir/flamingokassen Hvad sker der med det hvide lys, når det sendes gennem det optiske gitter? Hvorfor? Prøv at sende laserlys gennem det optiske gitter. Hvad ser du/hvorfor? 2
Polarisering af lys SIDE 3 1075 Formål At undersøge hvordan et polarisationsfilter virker At påvise at lys er tværbølger Teori Naturligt lys består af bølger i alle retninger på tværs af lysstrålerne. Polariseret lys har kun bølger i én bestemt retning Et polarisationsfilter er et filter, der kun lader tværbølger passere, hvis deres amplitude har en bestemt retning. Vi siger, at tværbølgerne bliver polariseret. Længdebølger kan derimod ikke polariseres. Et pol-filter er en glasplade med et tyndt lag svovlsur jodkinin. Laget er kun 0,3 mm tykt. Materialer 2 stk polarisationsfiltre, lyskasse. Fremgangsmåde Forsøg 1 Se på lyset fra en projektør gennem et polarisationsfilter Hvad sker der med lyset? Se derefter lyset gennem to polarisationsfiltre. Prøv at dreje det ene. Hvordan skal det stå, for at der sker noget usædvanligt? Er lys tvær eller længdebølger? Forklar hvad tværbølger er. Forklar hvad længdebølger er. Tegninger 3
Det hvide lys farvespektrum. Materialer: lyskasse, optisk gitter, dias med pil, hvidt papir. (samme opstilling som til 3. Lys kan interferere) Lyskasse Pil-dias Optisk gitter Hvidt papir/flamingokasse Hvad viser forsøget? Beregning af lysets bølgelængde. Opstilling som ovenfor. Afstanden L Du skal nu måle afstanden fra optisk gitter til hvidt papir, L i mm. Det hvide papir set forfra Afstanden 2 x, for det violette lys. Afstanden 2 x for det røde lys. Dit optiske gitter har 300 spalter pr mm, dvs. en afstand mellem spalterne på 1/300 mm. Dette er værdien d. Beregning af en farves bølgelængde (λ) (husk alle enheder skal være mm) λ = x/l/300 4
Farvedannelse. SIDE 5 1076 Formål Undersøge farvesammensætning i forskellige farvefiltre. Undersøge additiv og subtraktiv farvedannelse Materialer Farvefiltre, lyskasse, optisk gitter, dias med pil Fremgangsmåde Undersøg hvilke farver de gule, blå, grønne, cyan og magenta farvefiltre indeholder. ( lyskasse, optisk gitter, dias med pil, farvefilter) Prøv at sætte farverne cyan, magenta og gul i lyskassen. Først foran hinanden. Dernæst et farvefilter i hvert sidespejl og et foran. Lad farvestrålerne gå ind over hinanden. Hvad sker der? Hvorfor? Gentag forsøget med det blå og det gule farvefilter. Undersøg hvilke farver man kan justere i et computerprogram til digital fotobehandling. Tegn dine opstillinger. 5
Den knækkede lysstråle SIDE 6 1071 Formål At undersøge hvordan lys brydes i vand Materialer Firkantet glaskar Pen m/laserstråle Vinkelmåler Forsøgsstativ Fremgangsmåde Tegning Det er bedst at foretage forsøgene i et lokale, hvor lyset et meget dæmpet. Forsøg 1 Fyld vand i karret. Prøv at lade laserstrålen gå skråt ned i vandet og se, hvad de sker med lyset. Strålen går ned i vandet og brydes i overfladen. Mål indfaldsvinklen og brydningsvinklen og udregn forskellen. Reflekteres noget af lyset op i luften igen? Forsøg 2 Prøv at lyse ind i vandkarret og få lysstrålen til at ramme overfladen nedefra (gennem bunden eller siden af karret). Hvad sker der? Reflekteres lyset altid på samme måde? Lav en tegning, der viser dine iagttagelser. På tegningen kommer lyskilden skråt ned i vandet. Indtegn indfaldsvinklen (i), brydningsvinklen (b) og tilbagekastningsvinklen (t). Vi ser, at indfaldsvinklen (i) er større end brydningsvinklen (b). Der kommer flere forsøg med dette på side 14 6
Lysets vej gennem linser SIDE 7 1072 Formål At undersøge lysets brydning i forskellige typer linser Materialer Forskellige linseudsnit, lyskasse, 3-spalte indsats, linial Fremgangsmåde Tegning Lav nedenstående forsøg. Mål linsens brændvidde Lav en tegning der viser lysets gang gennem linsen Gentag forsøget med en linse med en anden brændvidde Gentag forsøget med en spredelinse Optisk akse Optisk akse Optisk akse 7
En model af øjet SIDE 8 1073 Formål At se på en model af det menneskelige øje At påvise den blinde plet Materialer Demonstrationsmodel af øjet Fremgangsmåde Undersøg modellen af øjet og vis følgende: Øjeæblet Iris Linse Hornhinden Den gule plet Den blinde plet i øjet Kort øjeæble giver langsynethed Langt øjeæble giver kortsynethed Vis korrektion ved hjælp af brille X 8
Lysledere SIDE 9 1074 Formål At undersøge en lysleders egenskaber At påvise at lys ikke altid går i rette linjer Teori En lysleder er et gennemsigtigt materiale, som lys kan gå igennem. Selv om materialet bøjes, vil lyset søge ind mod midten af stoffet. Materialer Lyskilde/projektør Gardinstang, glasklar Lysle- derkabel Ufo-lampe Fremgangsmåde Forsøg 1 Se på lyset fra en pære til at gå igen- nem en glasklar gardinstang. Forsøg 2 kabel og forklar, hvordan det kan bruges til at videregive sig- Undersøg et rigtigt lysledernaler. Se på lyset fra en pære til at gå igennem en glasklar gardinstang. For- søg 3 Gå på Internettet og find et firma, som sælger lysledere. Hvor bruger man lysledere? Prøv f.eks. http://www.viborglysleder.dk/ Tegning Resultater Konklusion Hvad er konklusionen på dine undersøgelser? Er beviset fuldført? 9
Refleksion af lys Materialer: Bordoptik laser (hvid æske) Træk stikket ud. Formuler med egne ord noget om indfaldsvinkler og udfaldsvinkler. 10
Konkave og konvekse spejle Her kan du evt, anvende konkavt spejl (hulspejl) fra lyskasseboksen Anvendelse af spejle Spejlet i sættet er kun bøjet den ene vej. En parabol er bøjet i alle retninger. Selve antennen er en lille boks som placeres på en arm foran parabolen. Er parabolen konveks eller konkav? I hvilket punkt placeres antennen? I biler findes konkave og konvekse spejle. Hvor? Andre anvendelsessteder? 11
Linser 12
Lysbrydning og refleksion. (se også forsøg side 6 i kompendiet) Forklar hvorfor der er forskel på linsen og prismet. 13
Totalreflektion 14
Brydning i vand. 15
Opgave. Forklar begreberne additiv og subtraktiv farvedannelse. Hvor anvendes additiv og subtrativ farvedannelse? Hvordan opstår det hvide lys spektrum? Forklar hvorfor lys kan polariseres. Hvad sker der, når lys brydes i et prisme eller vand? Hvad er konvekse og konkave linser? Anvendelse af de forskellige linsetyper. Du må gerne lave tegninger, der underbygger dine svar. 16