Natur og Univers 3 - Cappelen Damm
Natur og Univers 3 - Cappelen Damm
Natur og Univers 3 - Cappelen Damm
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Kapittel 3<br />
LYS, SYN OG<br />
FARGER<br />
Du har sikkert sett fargene i en regnbue. Øynene våre<br />
er lagd slik at de kan oppfatte lys <strong>og</strong> farger. Men hva er<br />
lys? Og hva er det som gjør at det blir farger?<br />
Vi bruker kikkert for å se noe som er langt unna, <strong>og</strong><br />
forstørrelsesglass eller mikroskop for å studere ørsmå<br />
ting. Med et fotoapparat kan vi «fange» øyeblikket.<br />
Med en parabolantenne kan vi motta signaler fra satellitter<br />
i bane rundt jorda <strong>og</strong> se <strong>og</strong> høre hva som skjer<br />
helt andre steder i verden. Uten eksperimentering med<br />
lys ville vi ikke hatt slike oppfinnelser.<br />
Også i datateknol<strong>og</strong>ien utnytter vi kunnskap om lys.<br />
Visste du for eksempel at mye av informasjonen som<br />
går mellom datamaskiner rundt om i verden når du er<br />
på internett, blir overført som lys gjennom fiberoptiske<br />
kabler?<br />
DETTE SKAL DU LÆRE OM<br />
• Hva lys <strong>og</strong> farger er.<br />
• Hva som må til for å se, <strong>og</strong> hvordan øyet fungerer.<br />
• Hvilke lover som gjelder for refleksjon <strong>og</strong> brytning av lys.<br />
• Hvordan noen vanlige optiske instrumenter som briller,<br />
forstørrelsesglass <strong>og</strong> kikkert fungerer.
4 NATUR OG UNIVERS 3<br />
Hva er lys?<br />
Menneskene har alltid vært opptatt av lyset <strong>og</strong> fenomener med lys.<br />
Mange har undersøkt hvordan lyset oppfører seg når det treffer ulike<br />
gjenstander <strong>og</strong> går gjennom forskjellige stoffer. Det de har funnet ut, har<br />
ført til mer kunnskap <strong>og</strong> mange nyttige oppfinnelser.<br />
Men hva er lys? Det er ikke så lett å gi et enkelt svar på dette. Lys oppfører<br />
seg nemlig på flere forskjellige måter.<br />
På bildet ser du sollys gjennom tåkedis. Her kan du se at lyset går i rette<br />
linjer. Disse linjene kaller vi stråler. Vi tegner ofte strålene som piler som<br />
viser retningen lyset går i.<br />
Enkelte ganger kan du observere en regnbue på himmelen. For at det<br />
skal være mulig å forklare hva farger er, må vi gå ut fra at lys er bølger.<br />
Hvordan dette henger sammen, skal vi si mer om seinere.<br />
I tillegg til stråler <strong>og</strong> bølger opptrer lys på enda en måte. Du har sikkert<br />
lest om bruk av solceller for å lage elektrisitet. Lyset «slår» løs elektroner<br />
slik at de kan bevege seg <strong>og</strong> lage strøm. Da oppfører lyset seg som små<br />
partikler som kolliderer med elektronene.
Vi har tre modeller for lys:<br />
strålemodellen, bølgemodellen<br />
<strong>og</strong> partikkelmodellen.<br />
Hvilken modell<br />
vi bruker, er avhengig av<br />
hva vi skal forklare.<br />
Vi har tre modeller for lys:<br />
stråler, bølger <strong>og</strong> partikler.<br />
Lys er en form for energi.<br />
En dataskjerm som er slått<br />
på, er en lyskilde.<br />
Vi har ikke én enkelt forklaring på hva lys er, men bruker tre ulike<br />
modeller når vi skal beskrive det:<br />
• stråler<br />
• bølger<br />
• partikler<br />
Hvilken modell vi bruker, er avhengig av hvilke egenskaper ved lyset vi<br />
ønsker å beskrive. I dette kapitlet skal vi i hovedsak benytte strålemodellen.<br />
Men når vi kommer til farger, vil du <strong>og</strong>så lære litt mer om bølgemodellen.<br />
Stråle<br />
Bølge<br />
Partikler<br />
Lys kan få ting til å skje. Det får planter til å vokse, lager strøm i solceller<br />
<strong>og</strong> varmer opp vann slik at det fordamper. Lyset har energi. Det gjelder<br />
uansett hvilken modell vi bruker.<br />
Å se noe – lys går fra gjenstanden til øyet<br />
LYS, SYN OG FARGER 5<br />
Hvordan kan vi se noe? Hva skjer mellom øyet <strong>og</strong> gjenstanden som vi ser?<br />
Dette er et gammelt spørsmål, <strong>og</strong> det har vært to hovedteorier: Den ene<br />
er at øyet er aktivt <strong>og</strong> sender ut «synsstråler» som treffer gjenstandene. Den<br />
andre er at øyet er passivt <strong>og</strong> mottar stråler fra gjenstandene. Hva tror du<br />
er riktig?
6 NATUR OG UNIVERS 3<br />
Når øynene mottar lys fra<br />
en gjenstand, ser vi den.<br />
Lys som treffer noe <strong>og</strong> blir<br />
sendt tilbake, sier vi blir<br />
reflektert. Vi ser tingene<br />
rundt oss fordi de reflekterer<br />
lys fra lyskilder.<br />
Sola skinner på gutten som<br />
reflekterer noe av lyset. Når<br />
det reflekterte lyset treffer<br />
øyet vårt, ser vi gutten.<br />
Dette bildet ser du fordi<br />
boka reflekterer lys fra<br />
lampene <strong>og</strong> vinduene i<br />
klasserommet.<br />
Refleksbrikker sender lys tilbake<br />
Har du gått langs en mørk vei <strong>og</strong><br />
opplevd at bilene kommer veldig<br />
nær før de oppdager deg <strong>og</strong><br />
svinger ut? Det hjelper ikke at du<br />
ser bilen på lang avstand. For at<br />
sjåføren skal se deg, må du sende<br />
lys til øynene hennes. Og vanlige<br />
klær reflekterer for lite av billyset.<br />
Sjåføren ser deg ikke.<br />
Det er det siste som er korrekt. Øyet er lagd slik at det kan motta (registrere)<br />
lys. Når lys fra en gjenstand treffer øynene våre, ser vi gjenstanden.<br />
En gjenstand som sender ut lys, kaller vi en lyskilde. Sola, en tent lampe<br />
<strong>og</strong> displayet på mobilen er eksempler på dette.<br />
Når vi befinner oss ute om dagen eller i et rom med tente lamper, blir<br />
ting rundt oss truffet av lys fra lyskilder. Noe av dette lyset blir tatt opp av<br />
gjenstandene, mens noe «spretter» tilbake. Det som blir sendt tilbake, sier<br />
vi blir reflektert. Det er det reflekterte lyset fra gjenstandene rundt oss som<br />
gjør at vi ser dem.<br />
Du ser altså de andre elevene i klasserommet fordi de reflekterer lys<br />
som når øynene dine. Men bokstavene du leser akkurat nå, reflekterer<br />
veldig lite – de er svarte. Likevel ser du dem. Det er fordi papiret rundt<br />
dem reflekterer hvitt lys. Øyet oppfatter bokstavene som mørke «silhuetter».<br />
Først når øynene ikke mottar lys i det hele tatt, blir det helt mørkt.<br />
En refleksbrikke inneholder<br />
mange små speil. Det gjør at sjåføren<br />
kan se deg på mye lengre<br />
avstand. I mørket er det viktig å<br />
bruke noe som reflekterer eller<br />
sender ut lys, når vi sykler eller<br />
går i trafikken.
I lufttomt rom er lysfarten<br />
300 000 km/s. I luft er<br />
den nesten like stor.<br />
I vann <strong>og</strong> glass er lysfarten<br />
mindre.<br />
Månen reflekterer sollys<br />
slik at vi ser den. Lyset<br />
bruker 8 minutter fra sola<br />
til månen <strong>og</strong> 1 sekund fra<br />
månen til jorda.<br />
Lyset går veldig fort<br />
Når du ser lyset fra en lommelykt, er det fordi strålene går fra lykta til<br />
øynene dine. Selv om du står langt unna, oppfatter du lyset med en gang<br />
lykta blir tent. Det er fordi lyset beveger seg veldig fort.<br />
Lyset går med en fart på 300 000 km/s, som tilsvarer omtrent sju <strong>og</strong> en<br />
halv gang rundt jorda ved ekvator i løpet av ett sekund! Dette er lysfarten<br />
i lufttomt rom (vakuum). I luft er det lite som «bremser» lyset, så det går<br />
nesten like fort i luft som i vakuum. I stoffer som for eksempel vann eller<br />
glass er lysfarten mindre. Verdiene kan du se i tabellen under.<br />
STOFF LYSFARTEN<br />
Vakuum/luft 300 000 km/s<br />
Vann 225 000 km/s<br />
Glass 200 000 km/s<br />
LYS, SYN OG FARGER 7
8 NATUR OG UNIVERS 3<br />
Lysfarten<br />
Einsteins relativitetsteori sier at ingen gjenstand kan<br />
oppnå større fart enn lyset, uansett hvor mye den<br />
blir akselerert. Lysfarten i vakuum er den teoretiske<br />
«fartsgrensen» for alle gjenstander med masse.<br />
Jo lenger unna lykta øyet<br />
befinner seg, desto mindre<br />
del av lyset treffer øyet. Vi<br />
opplever at lyset blir svakere<br />
når vi fjerner oss fra lykta.<br />
Lysstyrken avtar når vi<br />
fjerner oss fra lyskilden.<br />
Et moderne kamera har lysmåler<br />
som måler lysstyrken.<br />
Dermed kan det beregne<br />
tiden som lukkeren må være<br />
åpen for å få bilde.<br />
Til vanlig regner vi samme lysfart i luft som i vakuum.<br />
I virkeligheten går lyset litt langsommere i luft. Og<br />
det går litt langsommere i kald luft enn i varm luft.<br />
Det skyldes at jo kaldere lufta er, desto større tetthet<br />
har den, <strong>og</strong> desto mer «bremser» lufta lysstrålene.<br />
Lyset blir svakere når vi fjerner oss fra lyskilden<br />
Se på tegningen over. En vanlig lommelykt sender ut strålene i kjegleform.<br />
Står du nær lykta, mottar øyet mye av lyset. Står du lenger unna,<br />
vil bare en mindre del treffe øyet. Du opplever derfor at lykta er svakere<br />
på lang avstand enn på kort hold.<br />
Dette fenomenet gjelder alle kilder som sender ut lys i flere retninger.<br />
Vi sier at lysstyrken avtar når avstanden til kilden øker.<br />
Mange av stjernene i universet er mye større <strong>og</strong> sender ut atskillig mer<br />
lysenergi enn sola. Men fordi sola er mye nærmere enn de andre stjernene,<br />
skinner den sterkere her hos oss. På en varm sommerdag kan det<br />
bli for mye av det gode – da kan det være mer behagelig i skyggen.
Når en gjenstand stopper<br />
lys fra en lyskilde, blir det<br />
skygge.<br />
Banen til månen rundt jorda<br />
Delvis solformørkelse (halvskygge)<br />
Total solformørkelse (helskygge)<br />
Sola<br />
Skygge – når lyset blir stoppet<br />
LYS, SYN OG FARGER 9<br />
Hvis du lyser på en vegg med en lommelykt <strong>og</strong> plasserer en gjenstand<br />
foran lykta, blir det skygge på veggen. Det er fordi gjenstanden stopper<br />
stråler fra lykta. Den delen av veggen som mottar mindre lys, vil <strong>og</strong>så<br />
reflektere mindre <strong>og</strong> se mørk ut.<br />
Helskygge<br />
Halvskygge<br />
Helskygge<br />
På figuren kan du se hvordan skyggen blir i to ulike tilfeller. Når gjenstanden<br />
er stor i forhold til lyskilden, stopper den lys fra hele kilden. Det gir<br />
en tydelig avgrenset (skarp) skygge. Når gjenstanden er liten i forhold til<br />
kilden, kan vi få en skarp skygge i midten. Men i området rundt stopper<br />
gjenstanden lys fra bare deler av kilden. Her blir skyggen mer diffus.<br />
Den skarpe skyggen i midten kaller vi helskygge, <strong>og</strong> den diffuse skyggen<br />
rundt kaller vi halvskygge.<br />
Månen<br />
Jorda<br />
Solformørkelse – månen kaster<br />
skygge på jorda<br />
Du har kanskje opplevd solformørkelse. Det skyldes<br />
at sola skinner på månen som lager skygge. Når<br />
månen på sin ferd kommer mellom sola <strong>og</strong> jorda,<br />
kan «måne-skyggen» treffe jorda. Da får vi solformørkelse.<br />
Månen skygger rett <strong>og</strong> slett for sola.<br />
Skyggen som månen lager, består av en helskygge<br />
med en halvskygge rundt. Hvis vi befinner<br />
oss i halvskyggen, vil bare deler av solskiva være<br />
formørket. Det kaller vi en delvis solformørkelse.<br />
I helskyggen er det annerledes. Der vil vi ikke se<br />
noe av solskiva. Da kaller vi det en total solformørkelse.<br />
Det viktig å huske på at det er farlig å se direkte<br />
på sola under en formørkelse. Vi må bruke spesialbriller<br />
eller observere indirekte.
10 NATUR OG UNIVERS 3<br />
Når lys blir reflektert, er<br />
refleksjonsvinkelen (r) like<br />
stor som innfallsvinkelen (i).<br />
Refleksjonsloven forteller<br />
at refleksjonsvinkelen er<br />
like stor som innfallsvinkelen.<br />
Refleksjon fra jevn <strong>og</strong><br />
ujevn overflate.<br />
Refleksjon – når lyset blir<br />
sendt tilbake<br />
Du leste i forrige avsnitt at noe av lyset som treffer en gjenstand, blir<br />
sendt tilbake. Vi sier at det blir reflektert. Det likner litt på det som skjer<br />
når vi kaster en gummiball mot en vegg. Ballen spretter tilbake.<br />
Lys reflekterer etter en bestemt regel<br />
Innfallsvinkel<br />
= i<br />
Innfallsloddet<br />
Refleksjonsvinkel<br />
= r<br />
På tegningen over har vi tegnet en lysstråle som blir reflektert fra en liten,<br />
plan flate. Der lysstrålen treffer flaten, tenker vi oss en linje (en normal)<br />
vinkelrett på flaten. Denne normalen kaller vi innfallsloddet. Vinkelen<br />
mellom innfallsloddet <strong>og</strong> strålen som kommer inn, kaller vi innfallsvinkelen.<br />
Refleksjonsvinkelen er vinkelen mellom innfallsloddet <strong>og</strong> den<br />
reflekterte strålen. Når en lysstråle blir reflektert, er regelen alltid:<br />
refleksjonsvinkel = innfallsvinkel<br />
Denne regelen kaller vi refleksjonsloven.<br />
Jevn (plan) overflate<br />
Ujevn overflate
Lyset blir reflektert i speilet<br />
<strong>og</strong> treffer øyet. Vi ser oss<br />
selv «bak» speilet (speilbildet).<br />
Når lys blir reflektert i et<br />
speil, kan vi se et speilbilde.<br />
I plane speil ligger bildet<br />
like langt bak speilet som<br />
gjenstanden ligger foran.<br />
Bildet er like stort som<br />
gjenstanden <strong>og</strong> speilvendt.<br />
De fleste gjenstander har ujevn overflate. Når flere parallelle lysstråler<br />
treffer en slik overflate, blir de reflektert i mange retninger. Det er annerledes<br />
når flaten er plan <strong>og</strong> jevn. Da vil <strong>og</strong>så de reflekterte strålene være<br />
parallelle.<br />
En stille vannoverflate, et lommespeil eller en nypolert bil har helt jevn<br />
overflate. Overflaten må være på denne måten for at vi skal kunne speile oss<br />
i den.<br />
Hvordan speil «lurer» hjernen vår<br />
Når vi speiler oss, mottar øynene lysstråler fra kroppen som er reflektert i<br />
speilet. Dette er illustrert i figuren under.<br />
Jente Speilbilde<br />
Speil<br />
Du ser foten din når lys fra den blir reflektert i speilet <strong>og</strong> treffer øyet. Men<br />
hjernen blir på en måte «lurt». Den oppfatter det som om strålene har<br />
gått rett fram hele tiden. Derfor ser det ut som om foten befinner seg bak<br />
speilet. Du ser et speilbilde.<br />
Når vi bruker plane (flate) speil, vil bildet ligge like langt bak speilet som<br />
gjenstanden ligger foran. Bildet er <strong>og</strong>så like stort som gjenstanden, men<br />
speilvendt.<br />
Buede speil kan gi rare bilder<br />
LYS, SYN OG FARGER 11<br />
Dersom speiloverflaten er krum eller bølget, blir det dannet merkelige<br />
speilbilder. Dette kan du se for eksempel i speilhus på tivoli eller i gamle<br />
speil som ikke er helt plane.
Konvekse speil er buet<br />
som utsiden av en skål.<br />
De gir forminsket bilde <strong>og</strong><br />
større synsfelt.<br />
Konkave speil er buet<br />
som innsiden av en skål.<br />
Ting nær speilet blir forstørret,<br />
ting lenger unna<br />
blir forminsket <strong>og</strong> står<br />
opp ned.<br />
Parabolspeil reflekterer<br />
parallelle stråler til ett<br />
punkt – brennpunktet.<br />
Veispeil som gir større synsfelt <strong>og</strong> dermed økt trafikksikkerhet.<br />
Er speilet buet som utsiden av en skål, sier vi at det har konveks form.<br />
Det gir et forminsket bilde, men øker synsfeltet. Slike speil blir blant<br />
annet brukt som ryggespeil på biler <strong>og</strong> som overvåkningsspeil i butikker.<br />
Hvis speilet er buet andre veien (som innsiden av en skål), har det konkav<br />
form. Det gir to slags speilbilder: Ting som er nær speilet, vil se<br />
større ut enn i virkeligheten, mens ting som er lenger unna, blir forminsket<br />
<strong>og</strong> står opp ned. Jo svakere speilet er buet, desto lenger unna kan du<br />
gå <strong>og</strong> fortsatt få et forstørret bilde. Derfor blir svakt konkave speil ofte<br />
kalt forstørrelsesspeil.<br />
Vi samler lyset med et parabolspeil<br />
Vi kan bruke et parabolspeil til å samle lyset. Parabolspeilet er buet slik at<br />
alle parallelle stråler som kommer rett inn mot speilet, blir reflektert til<br />
ett punkt. Dette punktet kaller vi brennpunktet. På tegningen på neste<br />
side kan du se hvordan refleksjonen blir.
I et parabolspeil blir alle<br />
stråler som kommer inn<br />
parallelt med aksen,<br />
reflektert til brennpunktet.<br />
Både i parabolantenner<br />
<strong>og</strong> i lyskastere benytter<br />
vi parabolspeil.<br />
Speilakse<br />
Brennpunkt<br />
Parabolspeil<br />
LYS, SYN OG FARGER 13<br />
En parabolantenne virker som et parabolspeil. Der er mottakeren (antennehodet)<br />
plassert i brennpunktet. Strålene fra satellitten som treffer tallerkenen,<br />
blir reflektert til antennehodet. På den måten fanger antennen<br />
opp flere stråler enn de som treffer antennehodet direkte, <strong>og</strong> signalene<br />
blir sterkere.<br />
Hvis vi plasserer en lyspære i brennpunktet til et parabolspeil, vil strålene<br />
fra pæra som blir reflektert, gå parallelt ut fra speilet. Dette utnytter vi<br />
blant annet i billykter <strong>og</strong> i lyskastere på teater.
14 NATUR OG UNIVERS 3<br />
Når lyset går fra luft til<br />
vann, får lyset en «knekk».<br />
Når lys går fra ett stoff til<br />
et annet, kan det endre<br />
retning. Vi sier at lyset blir<br />
brutt.<br />
Lys som går på skrå fra<br />
luft til glass eller vann,<br />
blir brutt mot innfallsloddet.<br />
Lys som går motsatt<br />
vei, blir brutt fra<br />
innfallsloddet.<br />
Brytning – når lysstrålene får<br />
en «knekk»<br />
Stoffer som lyset kan gå gjennom, sier vi er gjennomsiktige. Luft, vann<br />
<strong>og</strong> glass er eksempler på gjennomsiktige stoffer.<br />
På bildet ser du en lysstråle (rød) som treffer vannet i et kar. Både der<br />
strålen treffer vannet, <strong>og</strong> der strålen treffer bunnen i karet, blir noe av<br />
lyset reflektert. I overgangen mellom lufta <strong>og</strong> vannet ser du <strong>og</strong>så noe<br />
annet: strålen får en «knekk».<br />
Lyset forandrer retning når det går på skrå fra ett stoff til et annet, for<br />
eksempel fra luft til vann. Vi sier at strålen blir brutt, <strong>og</strong> vi kaller fenomenet<br />
lysbrytning.<br />
Lysbrytning kan både forårsake «rare bilder» <strong>og</strong> lage regnbue på himmelen.<br />
Dessuten utnytter vi fenomenet i for eksempel briller <strong>og</strong> kameraer.<br />
Men før vi forteller mer om dette, skal vi se på noen enkle regler<br />
som gjelder når en stråle blir brutt.<br />
Hvordan lys endrer retning når det passerer<br />
grensen mellom to gjennomsiktige stoffer<br />
På tegningen øverst på neste side kan du se hvordan lyset blir brutt mellom<br />
luft <strong>og</strong> glass. Vinkelen mellom innfallsloddet <strong>og</strong> den brutte strålen kaller<br />
vi brytningsvinkelen. Når strålen går fra luft til glass, blir brytningsvinkelen<br />
mindre enn innfallsvinkelen. Vi sier at lyset blir brutt mot innfallsloddet.<br />
Går strålen i motsatt retning, fra glass til luft, blir brytningsvinkelen<br />
større enn innfallsvinkelen. Lyset blir brutt fra innfallsloddet. Vi kan si<br />
at lyset følger samme bane uansett om det går inn eller ut av glasset.
Stråler som treffer vinkelrett<br />
på grenseflaten<br />
mellom to stoffer, fortsetter<br />
rett fram uten<br />
å bli brutt.<br />
Luft<br />
Glass<br />
i<br />
b<br />
Luft<br />
Glass<br />
LYS, SYN OG FARGER 15<br />
Når lys går på skrå fra luft til glass, er brytningsvinkelen (b) mindre enn innfallsvinkelen<br />
(i). Strålen som fortsetter inn i glasset, blir brutt mot innfallsloddet.<br />
Når lys går fra glass til luft, er brytningsvinkelen (b) større enn innfallsvinkelen (i).<br />
Strålen blir brutt vekk fra innfallsloddet. Noe lys blir <strong>og</strong>så reflektert.<br />
Se én gang til på bildet av lysstrålen som blir sendt ned i karet med vann.<br />
Hvordan er brytningen der? Du ser kanskje at vi får tilsvarende brytning<br />
som i glass, men brytningen vil bli forskjellig i de to stoffene.<br />
Noe av lyset blir alltid reflektert når en stråle treffer grenseflaten mellom<br />
to gjennomsiktige stoffer. Det er lyset som fortsetter videre, som blir brutt.<br />
Og strålen må treffe på skrå for at vi skal få brytning. Hvis strålen treffer<br />
vinkelrett på (innfallsvinkel 0°), fortsetter den rett fram uten «knekk».<br />
Brytning skyldes endring av lysfarten<br />
På side 00 leste du at lys går langsommere i glass enn i luft. Det er<br />
forandringen av farten som gjør at lyset skifter retning. Vi kan gjøre<br />
en sammenlikning: Tenk deg en forhjulsdreven bil som kjører på skrå<br />
fra asfalt <strong>og</strong> ut i løs sand. Det forhjulet som først kommer ut i sanden,<br />
vil gå langsommere framover enn det som fortsatt befinner seg på<br />
asfalten. Dermed svinger bilen, hvis vi ikke holder igjen med rattet.<br />
Lys går med forskjellig fart i vann <strong>og</strong> glass. Derfor får vi brytning<br />
<strong>og</strong>så mellom vann <strong>og</strong> glass. Regelen er at når strålen går til et stoff<br />
der lysfarten er mindre, blir strålen brutt mot innfallsloddet. Når<br />
strålen går til et stoff med større lysfart, blir den brutt fra innfallsloddet.<br />
i<br />
b
16 NATUR OG UNIVERS 3<br />
Strålen kommer fra glass <strong>og</strong><br />
treffer grenseflaten mot luft.<br />
Når innfallsvinkelen er stor<br />
nok, får vi totalrefleksjon.<br />
Lys som går i glass <strong>og</strong><br />
treffer grenseflaten mot<br />
luft, blir totalreflektert når<br />
innfallsvinkelen er stor nok.<br />
Lys som blir sendt inn i<br />
glass, kan bli totalreflektert.<br />
Lyset følger det bøyde røret.<br />
Totalrefleksjon – lys blir brutt så kraftig<br />
at det ikke «slipper ut»<br />
Luft<br />
Glass<br />
Lyskilde<br />
Totalrefleksjon<br />
Lys som går fra glass til luft, blir brutt fra innfallsloddet. Vi kan øke innfallsvinkelen<br />
til vi får en brytningsvinkel på 90°. Det er det samme som<br />
at den brutte strålen fortsetter langs grensen mellom glass <strong>og</strong> luft. Hva<br />
tror du skjer hvis vi øker innfallsvinkelen enda mer?<br />
Når innfallsvinkelen er stor nok, vil ikke noe lys slippe ut i lufta. Alt<br />
blir reflektert i glasset. Vi kaller fenomenet for totalrefleksjon. I det neste<br />
avsnittet vil du se eksempler på hvordan vi har nytte av dette fenomenet.<br />
Optiske fibrer kan lede lys<br />
En optisk fiber er en tynn glasstråd som vi kan sende lys gjennom. Stråler<br />
som blir sendt inn i enden av en slik fiber, blir totalreflektert hver<br />
gang de treffer fiberoverflaten. Dermed følger lyset den tynne tråden<br />
uten å komme ut gjennom veggen i tråden.
Optiske fibrer er tynne<br />
glasstråder som leder lys<br />
på grunn av totalrefleksjon.<br />
De blir blant annet<br />
brukt til overføring av<br />
signaler i telefonnett <strong>og</strong><br />
datanett verden over.<br />
Lampe som består av mange optiske fibrer. Det lyser i enden av fibrene.<br />
Legene bruker optiske fibrer til å undersøke indre organer i kroppen. De<br />
sender inn <strong>og</strong> mottar lys gjennom fibrer. Slik kan de se inn i for eksempel<br />
blodårene eller tarmene våre.<br />
Optiske fibrer blir <strong>og</strong>så benyttet i telefonnett <strong>og</strong> datanett verden over. Da<br />
blir lange fibrer lagt i kabler. De elektriske signalene blir omgjort til lys,<br />
som blir sendt gjennom kablene. Når du «chatter» på internett eller laster<br />
ned fra servere, blir mye av informasjonen overført på denne måten.
18 NATUR OG UNIVERS 3<br />
Brytningen av lyset i overflaten<br />
gjør at det ser ut<br />
som om sugerøret har fått<br />
en knekk.<br />
Gjør et tilsvarende forsøk<br />
selv med et sugerør eller<br />
en blyant. Hva ser du?<br />
En gjenstand under vann<br />
vil se ut som om den<br />
ligger litt grunnere enn<br />
den egentlig gjør. Det<br />
skyldes at lyset blir brutt<br />
i vannoverflaten.<br />
Brytning kan gi synsbedrag<br />
Har du rodd i båt noen gang? Da har du kanskje opplevd at det ser ut<br />
som om åra har en knekk i vannoverflaten. Det samme fenomenet kan<br />
du se hvis du setter et sugerør på skrå i et glass med vann.<br />
Se på tegningen. Lyset fra enden av sugerøret nede i vannet blir brutt i<br />
overflaten før det treffer øyet. Men øyet oppfatter ikke at strålene forandrer<br />
retning. Derfor ser det ut som om enden av røret ligger høyere i vannet<br />
enn den egentlig gjør.<br />
Har du lagt merke til at et tjern eller et basseng alltid ser litt grunnere ut<br />
enn det virkelig er? Bunnen blir «løftet» på samme måte som enden av<br />
sugerøret.<br />
Luftspeiling<br />
Når vi kjører på en asfaltert vei i sterk varme, kan det se ut som det<br />
er vann lenger framme på veien. Men når vi kjører videre, finner vi<br />
at asfalten er helt tørr. Hva kommer dette av?<br />
Når sola skinner sterkt, er lufta varmere jo nærmere asfalten<br />
den befinner seg. Lyset går fortere desto varmere lufta er. Dermed<br />
blir solstrålene hele tiden brutt på sin vei mot bakken, på liknende<br />
måte som lys blir brutt når det går fra glass til luft. Til slutt blir det<br />
totalrefleksjon. Det er altså ikke vann vi ser, men en speiling av<br />
himmelen.
En konveks linse er<br />
tykkest på midten.<br />
Den bryter parallelle<br />
stråler til brennpunktet.<br />
Konvekse linser kaller<br />
vi samlelinser.<br />
En konveks linse samler<br />
lyset. Stråler parallelt med<br />
aksen blir brutt til brennpunktet.<br />
I brennpunktet der solstrålene<br />
samles, blir det<br />
så varmt at det tar fyr.<br />
Brytning i linser kan brukes<br />
til mye<br />
LYS, SYN OG FARGER 19<br />
Du har sikkert brukt forstørrelsesglass eller sett i kikkert eller mikroskop.<br />
Kanskje bruker du briller. Da har du nytte av noe vi kaller linser. Det er<br />
skiver av glass, plast eller annet materiale som er formet slik at de bryter<br />
lyset på spesielle måter. Vi har to hovedtyper linser: konvekse <strong>og</strong> konkave.<br />
Konvekse linser samler lyset, konkave linser sper lyset<br />
Konvekse linser er tykkest på midten. Stråler som kommer inn parallelt<br />
med aksen til linsa, blir brutt slik at de krysser hverandre i ett punkt.<br />
Punktet der strålene møtes, kaller vi brennpunktet.<br />
Konvekse linser blir <strong>og</strong>så kalt samlelinser eller brennglass. Du har kanskje<br />
tent på papir eller tørt gress med et brennglass? Lar du solstråler treffe<br />
linsa <strong>og</strong> holder et papir i brennpunktet på andre siden, kan det bli så varmt<br />
der at det tar fyr.<br />
Akse<br />
F<br />
Brennpunkt<br />
Konveks linse<br />
Brennvidde Brennvidde<br />
F<br />
Brennpunkt
20 NATUR OG UNIVERS 3<br />
En konkav linse er tynnest<br />
på midten. Den sprer<br />
parallelle stråler slik at det<br />
ser ut som om de kommer<br />
fra brennpunktet. Konkave<br />
linser blir kalt spredelinser.<br />
En konkav linse sprer lyset.<br />
Stråler parallelt med aksen<br />
blir brutt som om de kommer<br />
fra ett punkt – brennpunktet.<br />
Brennvidden er avstanden<br />
fra linsa til brennpunktet.<br />
Med en samlelinse kan vi<br />
lage et skarpt bilde av en<br />
gjenstand på en skjerm.<br />
Konkave linser er tynnest på midten. Formen gjør at de sprer lyset istedenfor<br />
å samle det. Konkave linser blir <strong>og</strong>så kalt spredelinser.<br />
Spredelinser kan ikke fungere som brennglass. Likevel sier vi at de har<br />
brennpunkt. Grunnen er at stråler som kommer parallelt langs aksen til<br />
linsa, blir brutt slik at det ser ut som om alle strålene kommer fra samme<br />
punkt. Det er dette vi kaller brennpunktet.<br />
Akse<br />
F<br />
Brennpunkt<br />
Konkav linse<br />
Brennvidde Brennvidde<br />
F<br />
Brennpunkt<br />
Både samlelinser <strong>og</strong> spredelinser har ett brennpunkt på hver side.<br />
Avstanden fra linsa til brennpunktet, kaller vi for brennvidden.<br />
Med konvekse linser kan vi lage bilder på en skjerm<br />
Hvis du holder en samlelinse mellom et stearinlys <strong>og</strong> en hvit skjerm, kan<br />
du få et skarpt bilde av flammen på skjermen. Nøyaktig hvor du skal<br />
plassere linsa, finner du ut ved å prøve deg fram.<br />
Bildet på skjermen kaller vi et linsebilde. Det oppstår fordi stråler fra<br />
flammen blir brutt i linsa. For å få et skarpt bilde må vi holde linsa slik at<br />
strålene fra ett punkt i flammen møtes igjen i ett punkt på skjermen.<br />
Vi kan konstruere linsebilder. Da tegner vi to stråler fra et punkt på<br />
gjenstanden. Den ene strålen er parallell med aksen <strong>og</strong> blir brutt til brennpunktet.<br />
Den andre går gjennom sentrum av linsa. Når linsa er tynn, vil<br />
strålen gjennom sentrum fortsette rett fram uten å bli brutt. Der de to<br />
strålene møtes igjen, finner vi bildet av punktet vi startet med.
Lyset<br />
Konstruksjon av linsebilde.<br />
Figuren viser hvilke to stråler<br />
vi vanligvis bruker. F er<br />
brennpunktet.<br />
For å danne linsebilde<br />
på en skjerm må avstanden<br />
fra gjenstanden<br />
til linsa være lengre enn<br />
brennvidden.<br />
I filmframvisere, videokanoner,<br />
kopimaskiner,<br />
kameraer <strong>og</strong> i øyet blir<br />
bildene lagd ved hjelp<br />
av samlelinser.<br />
Gjenstand<br />
Avstand mellom<br />
en <strong>og</strong> to<br />
brennvidder<br />
fra linsa<br />
Gjenstand<br />
Avstand to<br />
brennvidder<br />
fra linsa<br />
Bilder lagd av samlelinser.<br />
2F<br />
2F<br />
F F<br />
LYS, SYN OG FARGER 21<br />
Bilde<br />
av lyset<br />
For å fange opp bildet på en skjerm må gjenstanden befinne seg utenfor<br />
brennpunktet til linsa. På tegningen er avstanden mellom gjenstanden <strong>og</strong><br />
linsa lengre enn to ganger brennvidden. Da blir bildet opp ned <strong>og</strong> forminsket.<br />
Dette er prinsippet i et kamera <strong>og</strong> i øyet ditt akkurat nå (hjernen<br />
«snur» bildet riktig vei).<br />
På tegningene under kan du se hva som skjer hvis vi flytter gjenstanden<br />
nærmere brennpunktet til linsa. Der ser du <strong>og</strong>så hvor disse tilfellene blir<br />
brukt.<br />
2F F<br />
F<br />
F<br />
F<br />
Bruk<br />
Kopimaskin<br />
Bilde<br />
Like<br />
stort,<br />
opp ned<br />
Bruk<br />
Videokanon,<br />
filmframviser<br />
Bilde<br />
Forstørret,<br />
opp ned
22 NATUR OG UNIVERS 3<br />
Den enkleste formen av et<br />
kamera består av en boks<br />
med et hull i den ene veggen.<br />
Når stråler fra omgivelsene<br />
går gjennom hullet, blir det<br />
dannet et forminsket, opp<br />
ned bilde av omgivelsene.<br />
Daguerreotypikamera fra<br />
1839 <strong>og</strong> moderne digitalkamera.<br />
Det er lett å se at vi<br />
har hatt en rivende teknol<strong>og</strong>isk<br />
utvikling.<br />
Kameraets historie<br />
Hvis vi slipper dagslys inn gjennom et lite hull i veggen i et mørkt rom, blir<br />
det dannet et opp ned bilde av omgivelsene på den motsatte veggen inne i<br />
rommet. Fenomenet var kjent av grekerne allerede 500 år før Kristus. Fra<br />
1490 brukte Leonardo da Vinci prinsippet når han malte. Han lot lyset danne<br />
bildet på et ark, slik at han kunne tegne omriss av motivet. På 1500-tallet<br />
ble det populært å lage bokser med hull i den ene siden <strong>og</strong> en matt,<br />
gjennomsiktig skive på den andre siden, der bildet kom til syne. Apparatet ble<br />
kalt camera obscura. Etter hvert ble kameraet utstyrt med en linse istedenfor<br />
bare et hull. Det ga et skarpere <strong>og</strong> sterkere bilde.<br />
Den første som klarte å «feste» bildet til en skive, slik at det var mulig å ta det<br />
ut <strong>og</strong> se på det etterpå, var franskmannen Joseph Nicéphore Niepce. For å lage<br />
bildet måtte han la lyset virke på skiva i åtte timer. Dette skjedde i 1826.<br />
Men arbeidet til Niepce ble lite kjent. Derfor var det en annen franskmann –<br />
Louis Daguerre – som fikk æren av å ha oppfunnet fotoapparatet. Daguerre<br />
offentliggjorde sin metode i 1839. Han kalte metoden for daguerreotypi.<br />
I 1888 lanserte amerikaneren George Eastman et kamera under mottoet:<br />
«Trykk på knappen <strong>og</strong> la Kodak gjøre resten». Denne kameratypen inneholdt<br />
en filmrull. Eieren kunne ta mange bilder <strong>og</strong> sende kameraet til fabrikken<br />
etterpå. Der ble bildene framkalt <strong>og</strong> sendt tilbake sammen med kameraet<br />
med ny film i. Eastman gjorde fot<strong>og</strong>rafering til en folkehobby.<br />
I dagens kameraer bruker vi ikke filmruller. Lyset blir i stedet registrert av<br />
sensorer i kameraet <strong>og</strong> omgjort til tall i en liten datamaskin. Vi sier at bildet<br />
blir lagret digitalt. I moderne kameraer går <strong>og</strong>så lyset gjennom flere linser<br />
etter hverandre. Dette er kompliserte linsesystemer som gir skarpere <strong>og</strong><br />
bedre bilder.
Et forstørrelsesglass er<br />
en samlelinse. Plasserer<br />
vi gjenstanden innenfor<br />
brennpunktet <strong>og</strong> ser på<br />
den gjennom linsa, ser<br />
vi et forstørret bilde.<br />
Forstørrelsesglass <strong>og</strong> kikkert<br />
LYS, SYN OG FARGER 23<br />
Du har sikkert brukt forstørrelsesglass for å undersøke små dyr eller små<br />
gjenstander. Et forstørrelsesglass er en samlelinse. Vi plasserer gjenstanden<br />
mellom brennpunktet <strong>og</strong> linsa <strong>og</strong> betrakter gjenstanden gjennom<br />
linsa. Da ser vi et bilde som er forstørret <strong>og</strong> riktig vei. Hvordan bildet<br />
oppstår, kan du se på tegningen under.<br />
Konstruksjon av bilde i et<br />
forstørrelsesglass. Når vi<br />
ser gjennom linsa, ser det<br />
ut som om gjenstanden er<br />
Forstørrelsesglass<br />
(konveks linse = samlelinse)<br />
større enn den virkelig er. F F
24 NATUR OG UNIVERS 3<br />
En kikkert har to samlelinser.<br />
Den fremste linsa<br />
lager et bilde inne i kikkerten<br />
av det vi ser på.<br />
Linsa nærmest øyet er et<br />
forstørrelsesglass som<br />
forstørrer dette bildet.<br />
Prismekikkerten inneholder<br />
glassprismer, der lysstrålene<br />
blir reflektert ved totalrefleksjon.<br />
Virkelige <strong>og</strong> innbilte linsebilder<br />
Linsebilder som vi kan fange opp på en skjerm, blir dannet fordi stråler blir<br />
brutt i linsa <strong>og</strong> møtes igjen på andre siden. Vi kaller slike linsebilder for virkelige<br />
bilder.<br />
Bildet i forstørrelsesglasset er annerledes. Det blir ikke dannet fordi lysstråler<br />
møtes, men fordi det ser ut som om de brutte strålene kommer fra<br />
et annet sted enn de virkelig gjør, når vi ser gjennom linsa. Slike linsebilder<br />
kaller vi for innbilte bilder.<br />
For å få et virkelig bilde på en skjerm må gjenstanden befinne seg utenfor<br />
brennpunktet til samlelinsa. Plasserer vi gjenstanden innenfor brennpunktet,<br />
kan vi bare se et innbilt bilde gjennom linsa.<br />
Mens forstørrelsesglass gjør det mulig å se små ting på nært hold, bruker<br />
vi kikkert for å se ting som befinner seg langt unna. En vanlig kikkert<br />
består i prinsippet av to samlelinser. Den fremste linsa lager et opp ned<br />
<strong>og</strong> forminsket bilde inne i kikkerten av det vi ser på. Linsa som sitter<br />
nærmest øyet, er et forstørrelsesglass som «forstørrer opp» dette bildet.<br />
Når de to linsene sitter i hver sin ende av et rør, kaller vi kikkerten et<br />
teleskop. Slike kikkerter bruker vi blant annet til å se på planeter <strong>og</strong> stjerner.<br />
Da gjør det ikke noe at bildet blir opp ned. I dagliglivet bruker vi<br />
helst en prismekikkert. Her blir lyset reflektert i glassprismer som sitter<br />
mellom linsene. Det gjør at kikkerten kan være kortere <strong>og</strong> bildet blir<br />
snudd riktig vei.
Galilei var den første som så på himmelen i et teleskop<br />
En av de første kikkertene ble lagd av en nederlandsk<br />
brillemaker rundt år 1600. Galileo Galilei lagde en kikkert<br />
i 1609 <strong>og</strong> var den første som brukte den til å studere<br />
himmellegemer. Han oppdaget de fire største<br />
månene til Jupiter, <strong>og</strong> han så at vår egen måne hadde<br />
høye fjell <strong>og</strong> dype kratre. Da han skrev om oppdagelsene<br />
sine, fikk han problemer med kirken. Paven<br />
godtok ikke ting som var mot datidens lære. Kikkerten<br />
Vi kan sammenlikne<br />
øyet med et kamera.<br />
Hornhinna <strong>og</strong> linsa er<br />
konvekse <strong>og</strong> samler<br />
lyset. Cellene som registrerer<br />
bildet, ligger på<br />
netthinna bakerst i øyet.<br />
Øyet – et utrolig avansert kamera<br />
I avsnittet om linser så du hvordan vi kan lage bilder på en skjerm ved<br />
hjelp av en samlelinse. Når gjenstanden er langt unna linsa, blir bildet<br />
opp ned <strong>og</strong> forminsket. Det er slik bildet blir dannet i et kamera.<br />
Øyet blir ofte sammenliknet med et kamera. Men vi burde vel heller si at<br />
det er kameraet som likner på øyet. Øyet har eksistert i millioner av år, mens<br />
kameraet bare er noen hundre år gammelt. Dessuten er øyet – med hjernen<br />
som «prosessor» – atskillig mer avansert enn et kamera noen gang kan bli.<br />
Det blir dannet et bilde inni øyet<br />
LYS, SYN OG FARGER 25<br />
ble likevel populær, blant annet hos de militære som<br />
kunne bruke den til å spionere på fienden.<br />
Kikkerten til Galilei var et rør med en samlelinse<br />
fremst <strong>og</strong> en spredelinse nærmest øyet. Denne kombinasjonen<br />
blir bare brukt i teaterkikkerter nå. Disse<br />
kikkertene er små. Det området vi ser, er lite, <strong>og</strong> bildet<br />
står riktig vei.<br />
Når vi ser en gjenstand, er det fordi lys fra gjenstanden treffer øynene<br />
våre. I øyet går lyset først gjennom hornhinna <strong>og</strong> det væskefylte rommet<br />
rett bak hinna, før det går gjennom pupillen <strong>og</strong> linsa. Lyset fortsetter<br />
gjennom et geléaktig stoff før det treffer netthinna bakerst i øyet. På netthinna<br />
ligger sansecellene som registrerer lyset (bildet). Disse cellene er<br />
forbundet med nerver som sender signaler til hjernen.<br />
Regnbuehinne<br />
Hornhinne<br />
Linse<br />
Tråder<br />
Muskel som kan<br />
forandre linsas form<br />
Netthinne<br />
Den gule flekk<br />
Synsnerve<br />
Blodårer
26 NATUR OG UNIVERS 3<br />
Det er skåret ut et lite vindu<br />
i hinnene i dette kuøyet, <strong>og</strong><br />
du kan se et forminsket <strong>og</strong><br />
opp ned bilde av stearinlyset<br />
på netthinna.<br />
Mesteparten av lysbrytningen<br />
foregår<br />
i hornhinna.<br />
Ser du på en person som<br />
er fem meter unna deg, <strong>og</strong><br />
som er ca. 160 cm høy, vil<br />
bildet som blir dannet på<br />
netthinna, være omtrent<br />
5,3 mm.<br />
Hornhinna virker som en samlelinse. Det er der mesteparten av lysbrytningen<br />
i øyet skjer. Øyelinsa er <strong>og</strong>så konveks, men samler ikke lyset like<br />
mye som hornhinna. For å få et skarpt (fokusert) bilde må stråler fra ett<br />
punkt på gjenstanden vi ser på, møtes igjen i ett punkt på netthinna.<br />
Øyelinsa justerer skarpheten.<br />
160 cm<br />
5 meter<br />
Linsa i øyet forandrer seg når vi ser<br />
5,3 mm<br />
Det spesielle med linsa i øyet er at den kan endre tykkelse. Linsa er festet<br />
i tråder, som igjen er festet til muskler rundt linsa. Vi kan sammenlikne<br />
det med et sykkelhjul. Linsa er navet midt i, trådene er eikene, <strong>og</strong> musklene<br />
er felgen rundt. Når musklene trekker seg sammen, blir omkretsen<br />
mindre <strong>og</strong> trådene slakke. Da blir linsa tykkere på midten. Når musklene<br />
slapper av, blir trådene strukket. Linsa blir «lengre» <strong>og</strong> tynnere på<br />
midten.
Linsa i øyet justerer<br />
skarpheten på bildet.<br />
Det skjer automatisk ved<br />
hjelp av muskler.<br />
Muskler som ligger i en<br />
ring rundt linsa i øyet, kan<br />
forandre formen på linsa.<br />
Pupillen regulerer hvor<br />
mye lys som slipper inn<br />
på linsa.<br />
I et nærsynt øye blir bildet<br />
dannet foran netthinna.<br />
Nærsynte trenger konkave<br />
brilleglass for å flytte bildet<br />
bakover til netthinna.<br />
I et langsynt øye blir<br />
bildet dannet «bak»<br />
netthinna. Langsynte<br />
trenger konvekse brilleglass<br />
for å flytte bildet<br />
framover til netthinna.<br />
Jo tykkere en konveks linse er, desto mer samler den lyset. Musklene rundt<br />
linsa regulerer altså brytningen slik at strålene hele tiden blir samlet på<br />
netthinna. Bildet blir skarpt både når vi ser noe på lang avstand <strong>og</strong> på<br />
nært hold. Fokuseringen skjer automatisk.<br />
Muskel<br />
Regnbuehinne<br />
Pupill<br />
Linse<br />
Opphengstråder<br />
Pupillen regulerer lysmengden som slipper inn i øyet<br />
Foran linsa finner vi pupillen. Det er et hull i en hinne som vi kaller regnbuehinna<br />
eller iris. Det er iris som gir øyenfargen.<br />
Pupillen regulerer hvor mye lys som slipper inn til linsa. Åpningen blir<br />
mindre når øyet er utsatt for mye lys, mens den blir større når det er mørkere.<br />
Pupillen er selv regulert av muskler som vi ikke kan styre med viljen.<br />
Begge pupillene endrer størrelse samtidig, selv om bare det ene øyet mottar<br />
lys.<br />
Hvorfor trenger vi briller?<br />
Når du ser på<br />
noe langt unna,<br />
slapper musklene<br />
rundt linsa av, <strong>og</strong><br />
det fører til at<br />
opphengstrådene<br />
trekker i linsa.<br />
Linsa blir noe<br />
flatere.<br />
LYS, SYN OG FARGER 27<br />
Når du ser på<br />
noe nært, blir<br />
musklene som<br />
ligger i ring<br />
rundt linsa,<br />
strammet på<br />
en slik måte<br />
at opphengstrådene<br />
blir<br />
slappe. Linsa<br />
blir rundere.<br />
For at øyet skal danne et skarpt bilde, må stråler fra hvert punkt på det vi<br />
ser på, møtes igjen i tilsvarende punkter på netthinna. Dersom strålene<br />
blir samlet foran netthinna, blir bildet uskarpt. I dette tilfellet sier vi at<br />
øyet er nærsynt. For å flytte bildet bakover må vi spre strålene litt før de<br />
treffer øyet. Det får vi til med en spredelinse. Nærsynte personer bruker<br />
altså briller med konkave glass.<br />
I et langsynt øye er det motsatt. Da ligger bildet «bak» netthinna. For å<br />
flytte det framover, må vi samle strålene litt før de treffer øyet. Langsynte<br />
bruker konvekse brilleglass.<br />
Et normalt øye ser godt både på lang <strong>og</strong> kort avstand. Det nærmeste du<br />
kan holde boka <strong>og</strong> lese dette tydelig, kaller vi nærpunktavstanden. I 16årsalderen<br />
er denne avstanden omkring 15 cm. Evnen til å variere tykkelsen<br />
på øyelinsa er størst hos yngre mennesker. Hos eldre mennesker stivner
28 NATUR OG UNIVERS 3<br />
Tegningene viser lysbrytning<br />
i et normalt, et langsynt <strong>og</strong><br />
et nærsynt øye, <strong>og</strong> vi ser<br />
hvordan vi kan justere for<br />
feil lysbrytning ved hjelp av<br />
samlelinser (konvekse brilleglass)<br />
hos en langsynt <strong>og</strong><br />
spredelinser (konkave brilleglass)<br />
hos en nærsynt.<br />
Normalt øye<br />
Objekt<br />
Langsynt øye<br />
Nærsynt øye<br />
Samlelinse<br />
Spredelinse<br />
Brytningen skjer både<br />
i hornhinna <strong>og</strong> i linsa.<br />
Vi har forenklet <strong>og</strong> tegnet<br />
brytning bare midt i linsa.<br />
linsa <strong>og</strong> greier ikke å forandre form. De må holde boka lenger unna.<br />
Mange med normalsyn som unge, opplever at de trenger lesebriller i<br />
40–50-årsalderen. Lesebriller er konvekse <strong>og</strong> samler lyset litt før det treffer<br />
øyet.<br />
Også hos ungdom kan det inntreffe forandringer i synet. Etter hvert<br />
som du vokser, vokser <strong>og</strong>så øyet. Det kan medføre at øyet blir for langt i<br />
forhold til brytningen i hornhinna <strong>og</strong> linsa. Bildet blir dannet foran netthinna.<br />
Da trenger du briller med konkave glass for å spre lyset litt før det<br />
treffer øyet.
Øyet kan få skader<br />
Selve øyeeplet ligger ganske godt beskyttet inne i et<br />
hulrom i hodeskallen. Rett forfra er det likevel nokså<br />
utsatt for skader. Øyelokket gir en viss beskyttelse,<br />
men stopper ikke skarpe eller harde gjenstander.<br />
På naturfagrommet er det viktig å bruke vernebriller<br />
for å hindre øyeskader når vi arbeider med stoffer som<br />
kan sprute eller koke over. Syrer <strong>og</strong> baser er spesielt<br />
Øyet har to slags sanseceller:<br />
Stavene trenger<br />
lite lys for å gi bilde,<br />
men registrerer ikke<br />
farger. Tappene trenger<br />
mye lys <strong>og</strong> gir fargesyn.<br />
Tappene er konsentrert<br />
i den gule flekken på<br />
netthinna. Her blir bildet<br />
dannet i godt lys, <strong>og</strong> når<br />
du studerer en detalj.<br />
Stavene finner vi utenfor<br />
den gule flekken. Her<br />
blir bildet dannet når du<br />
har «nattsyn».<br />
LYS, SYN OG FARGER 29<br />
farlige for øynene. Basiske løsninger gjør hornhinna<br />
hvit <strong>og</strong> ugjennomsiktig.<br />
På sløyden må du ha vernebriller når du bruker<br />
redskap som lager gnister eller spon. Dersom du får<br />
farlige stoffer eller spon i øynene, må du prøve å skylle<br />
det ut. Aller helst bør du fortsette å skylle hele tiden<br />
til du kan få legehjelp.<br />
Øyet har to typer sanseceller – staver <strong>og</strong> tapper<br />
Det er to slags sanseceller i netthinna som registrerer lys. Vi kaller dem<br />
staver <strong>og</strong> tapper.<br />
Stavene trenger lite lys, men de registrerer ikke farger. Tappene gir fargesyn,<br />
men fungerer bare når det er mye lys. Derfor er det vanskelig å se farger<br />
i svakt lys. Du har kanskje erfart det selv, når du har vært ute i skumringen.<br />
Vi sier at «i mørket er alle katter grå».<br />
Det er størst tetthet av sanseceller i den gule flekken<br />
Har du prøvd å få øye på en lyssvak stjerne på natthimmelen <strong>og</strong> opplevd<br />
at den «forsvinner» når du stirrer rett på den? Du må flytte blikket til et<br />
punkt ved siden av stjerna for å greie å se den. Dette forklarer vi slik:<br />
Tappene er konsentrert i et område på netthinna som vi kaller den gule<br />
flekken. Det er der bildet blir dannet når du ser farger. Det er <strong>og</strong>så dit øyet<br />
fokuserer lyset når du fester blikket på en bestemt detalj. Men i skumring<br />
eller nattemørke blir det for lite lys til at tappene klarer å danne bilde. Hvis<br />
du i stedet stirrer på et punkt ved siden av stjerna, er det dette punktet som<br />
blir fokusert i den gule flekken. Da vil lyset fra stjerna treffe netthinna utenfor<br />
den gule flekken. Og der finner vi de lysømfintlige stavene som klarer<br />
å lage bilde.
30 NATUR OG UNIVERS 3<br />
I den blinde flekken på<br />
netthinna er det ingen<br />
sanseceller. Det er der<br />
synsnerven går ut av øyet.<br />
Punkt A på veggen ligger i<br />
samme retning som blyanten<br />
når du ser med det ene<br />
øyet. Punkt B ligger i synsretningen<br />
når du bruker det<br />
andre øyet. Det virker derfor<br />
som om blyanten flytter seg<br />
i forhold til veggen når du<br />
ser med ett øye om gangen.<br />
Når vi bruker begge<br />
øynene, ser vi samme<br />
ting fra to litt forskjellige<br />
vinkler. Det er dette som<br />
gir oss dybdesyn.<br />
I den blinde flekken er det ingen sanseceller<br />
Alle de tynne nervefibrene fra sansecellene i øyet blir samlet i en tykk<br />
nerve som går ut av bakveggen i øyet. På stedet der synsnerven går ut av<br />
øyet, er det ingen sanseceller. Vi kaller dette området for den blinde flekken.<br />
Hvis bildet blir dannet akkurat der, ser vi det ikke.<br />
Fordi vi har to øyne som virker samtidig, merker vi ikke den blinde<br />
flekken til daglig. Men lukker vi det ene øyet, kan vi oppdage den. I ett av<br />
forsøkene til dette kapitlet finner du en øvelse der vi tester dette.<br />
To øyne gir dybdesyn<br />
Hold en blyant foran ansiktet. Lukk først det venstre øyet <strong>og</strong> se på blyanten<br />
med det høyre. Lukk så det høyre øyet <strong>og</strong> se på den med det venstre.<br />
Hva ser du når du «skifter» øye?<br />
B<br />
A<br />
Blyant<br />
Når du bruker det ene øyet, ser du et bestemt område i bakgrunnen<br />
rett bak blyanten. Synsretningen til det andre øyet har en annen vinkel.<br />
Når du bruker dette øyet, ser du et annet område rett bak blyanten. Derfor<br />
virker det som om blyanten flytter på seg, når du ser på den med ett<br />
øye om gangen. Gjør du samme testen når blyanten er lenger unna, vil<br />
den ikke flytte seg like mye. Vinkelen mellom synsretningene til hvert øye<br />
er mindre når blyanten er lenger unna. Dermed blir «forskyvningen» <strong>og</strong>så<br />
mindre.<br />
Når vi ser med begge øynene, danner hvert øye sitt eget bilde. Hjernen<br />
setter sammen de to bildene til ett bilde. Siden de to bildene er dannet fra<br />
litt forskjellige vinkler, kan hjernen oppfatte om det vi ser på, er nærme<br />
eller langt unna. Det er dette som gir oss dybdesyn (tredimensjonalt syn)<br />
<strong>og</strong> gjør det mulig for oss å beregne avstander.
Lys er elektromagnetiske<br />
bølger. Avstanden mellom<br />
to bølgetopper kaller vi<br />
for bølgelengden.<br />
Bølgelengden er avstanden<br />
mellom to bølgetopper.<br />
Lys med ulike bølgelengder<br />
har ulike farger.<br />
I sollyset er alle bølgelengdene<br />
til stede.<br />
Da blir lyset hvitt.<br />
Når vi skiller de ulike<br />
bølgelengdene i lyset fra<br />
hverandre, blir det dannet<br />
et spekter. Regnbuen er<br />
spekteret til sollyset.<br />
I et glassprisme kan lyset<br />
bli brutt slik at vi får skilt<br />
de ulike bølgelengdene.<br />
Da får vi et fargespekter.<br />
Farger<br />
LYS, SYN OG FARGER 31<br />
I starten av kapitlet leste du at vi har tre modeller for lys: strålemodellen,<br />
bølgemodellen <strong>og</strong> partikkelmodellen. Hittil har vi bare brukt strålemodellen.<br />
Nå skal vi blant annet fortelle hvordan farger oppstår. Da må vi<br />
<strong>og</strong>så se på bølgemodellen.<br />
Lys er elektromagnetiske bølger<br />
I 1864 viste den skotske fysikeren James C. Maxwell at lys overfører elektriske<br />
<strong>og</strong> magnetiske felt. Disse feltene varierer på en måte som kan minne<br />
om bølgene på en vannoverflate. Vi sier at lys er elektromagnetiske bølger.<br />
Mens bølger på vann beveger seg relativt langsomt, går lysbølgene med<br />
lysfarten. Avstanden mellom to bølgetopper kaller vi bølgelengden. En<br />
nanometer (nm) er det samme som en milliarddels meter (1 nm = 10 -9 m).<br />
Et normalt menneskeøye kan oppfatte lys med bølgelengder fra omtrent<br />
400 nm til omtrent 700 nm.<br />
Bølgelengde<br />
Ulike bølgelengder gir ulike farger<br />
Fargene oppstår fordi lyset har ulike bølgelengder. Lys med bølgelengder<br />
ned mot 400 nm oppfatter vi som fiolett. Lys med bølgelengder opp mot<br />
700 nm blir rødt. Når alle bølgelengdene er blandet som i sollyset, gir det<br />
hvitt lys.<br />
På tegningen sender vi sollys med stor innfallsvinkel mot et trekantet<br />
glassprisme. Da blir lyset brutt så mye at vi klarer å skille de ulike bølgelengdene<br />
fra hverandre. På veggen bak prismet ser vi farger. Vi sier at vi<br />
har lagd et spekter.<br />
Hvitt lys<br />
Prisme<br />
Spekter
32 NATUR OG UNIVERS 3<br />
Bilde av kvinne med hund tatt i mørket med<br />
varmesøkende kamera.<br />
Bølgelengdene til<br />
de seks tydeligste<br />
fargene i regnbuen<br />
Farge Bølgelengde<br />
Fiolett 400–440 nm<br />
Blå 440–500 nm<br />
Grønn 500–570 nm<br />
Gul 570–590 nm<br />
Oransje 590–610 nm<br />
Rød 610–700 nm<br />
Det sies at Newton tok med<br />
overgangsfargen indigo<br />
mellom blå <strong>og</strong> fiolett fordi<br />
han ville ha sju <strong>og</strong> ikke seks<br />
farger i spekteret. Han<br />
«likte» tallet sju bedre enn<br />
seks.<br />
Ultrafiolette stråler <strong>og</strong> infrarøde stråler<br />
Mange liker å sole seg. Det lyset som gjør deg brun, har litt<br />
kortere bølgelengde enn et menneskeøye kan se. Vi kaller<br />
det for ultrafiolette stråler (UV-stråler). Hvis huden blir utsatt<br />
for UV-stråler i for store doser, kan det være farlig.<br />
Lys med litt lengre bølgelengde enn øyet kan oppfatte,<br />
kaller vi infrarøde stråler eller varmestråler. Når du kjenner<br />
strålene fra en varm ovn, er det infrarøde stråler som<br />
treffer deg. I spesielle kameraer blir det brukt sensorer som<br />
registrerer infrarødt. Slik kan vi for eksempel ta bilder av<br />
dyr i stummende mørke, fordi de har høyere temperatur<br />
enn omgivelsene rundt.<br />
Newton beskrev dette fenomenet for over 300 år siden. Han mente han<br />
så sju farger: rødt – oransje – gult – grønt – blått – indigo – fiolett. En<br />
huskeregel for disse fargene er ROGGBIF. I virkeligheten er det mange<br />
flere farger i solspekteret. Vi ser jo fargene mellom hovedfargene <strong>og</strong>så,<br />
der hovedfargene går over i hverandre.<br />
Regnbuen er et spekter. For at du skal se regnbuen, må du stå med sola<br />
bak deg, <strong>og</strong> lufta foran deg må være full av regndråper. En dråpe virker<br />
som et prisme. Lyset blir brutt <strong>og</strong> reflektert i dråpen. Når sollyset kommer<br />
tilbake til øynene dine, er det oppdelt i de ulike fargene.<br />
Hvitt lys<br />
Når sollyset blir brutt <strong>og</strong> totalreflektert i regndråper, kan det bli dannet en<br />
regnbue. Hvis noe av lyset blir totalreflektert to ganger før det går ut igjen<br />
av dråpene, ser du to regnbuer.
Det elektromagnetiske spekteret<br />
Elektromagnetiske bølger har energi. Når forskerne er<br />
interessert i energien som blir overført, bruker de gjerne<br />
betegnelsen elektromagnetisk stråling. På tegningen<br />
ser du en oversikt over de forskjellige typene elektro-<br />
10 –12<br />
Gammastråler<br />
10 –10<br />
Røntgenstråler<br />
Det er tre typer tapper<br />
i øyet. De registrerer<br />
henholdsvis blått, grønt<br />
<strong>og</strong> gulrødt lys. Når alle<br />
tappene blir stimulert<br />
like mye, ser vi fargen<br />
hvit.<br />
Noen ganger kan det<br />
være en ulempe å være<br />
fargeblind.<br />
10 –8<br />
Sollys<br />
Ultrafiolett<br />
Infrarødt Mikrobølger Radiobølger<br />
10 –6<br />
10 –4<br />
10 –2<br />
Hvordan øyet oppfatter farger<br />
1<br />
LYS, SYN OG FARGER 33<br />
magnetisk stråling satt opp etter økende bølgelengde.<br />
Denne oppdelingen kaller vi det elektromagnetiske<br />
spekteret. Du ser at spekteret til synlig lys bare utgjør<br />
en liten del av hele det elektromagnetiske spekteret.<br />
Vi har tre forskjellige typer tapper i øyet: Én type reagerer på den blå<br />
delen av lyset, en annen på den grønne delen, <strong>og</strong> en tredje type registrerer<br />
den gulrøde delen av spekteret. Lys av ulike bølgelengder stimulerer de<br />
forskjellige tappene i varierende grad. Det gjør at vi kan oppfatte de andre<br />
fargene <strong>og</strong>så – ikke bare blått, grønt <strong>og</strong> rødt. Når alle tappene blir stimulert<br />
like mye, ser vi det som hvitt.<br />
Prosessene i hjernen som gir opplevelsen av farger, er ganske kompliserte.<br />
Hos noen mangler tappene som registrerer grønt eller rødt lys. De<br />
har problemer med å skille fargene i spekteret mellom grønt <strong>og</strong> rødt. Blant<br />
menn er omtrent ti prosent fargeblinde, mens blant kvinner er under én<br />
prosent fargeblinde.<br />
10 2<br />
10 4<br />
Bølgelengde i meter
34 NATUR OG UNIVERS 3<br />
Fargen til en gjenstand<br />
er bestemt av fargen på<br />
lyset den reflekterer. En<br />
gjenstand som reflekterer<br />
alt sollyset, er hvit.<br />
Lys som ikke blir reflektert,<br />
men tatt opp av en<br />
gjenstand, sier vi blir<br />
absorbert. En gjenstand<br />
som absorberer alt sollyset,<br />
er svart.<br />
Sk<strong>og</strong>en ser grønn ut fordi<br />
trærne reflekterer lyset fra<br />
den grønne delen av spekteret.<br />
De andre fargene<br />
i sollyset blir absorbert.<br />
Det er energien fra disse<br />
fargene som treet bruker<br />
i fotosyntesen.<br />
Når vi ser på den blå<br />
genseren i sollys med alle<br />
bølgelengder, vil genseren<br />
reflektere blått lys. Vi sier<br />
at genseren har blå farge.<br />
Lyser vi på genseren med<br />
bare gult lys, vil ikke noe<br />
lys bli reflektert, <strong>og</strong> genseren<br />
ser svart ut. Stoffet i<br />
genseren absorberer alle<br />
bølgelengder utenom lys<br />
med blå farge.<br />
Hvorfor er genseren blå?<br />
En genser er blå fordi den reflekterer de blå delene av sollyset. Bladene <strong>og</strong><br />
barnålene i sk<strong>og</strong>en er grønne fordi de reflekterer grønt lys. En gjenstand<br />
får altså farge etter hvilke deler av spekteret den reflekterer. Dersom<br />
gjenstanden reflekterer alt sollyset, er den hvit.<br />
Lyset som blir «tatt opp» av en gjenstand, sier vi blir absorbert. Den blå<br />
genseren absorberer alle fargene bortsett fra blått. Tar gjenstanden opp<br />
alt lys som treffer den, blir ikke noe reflektert. Da ser den svart ut. Når en<br />
gjenstand absorberer lys, øker temperaturen i den. Du har sikkert merket<br />
at det er varmere å gå i svarte klær i sollys enn det er å bruke hvite.<br />
Du har kanskje opplevd at fargene på tøyet ditt forandrer seg når du blir<br />
utsatt for spesiell belysning. Mange typer lamper inneholder færre farger<br />
enn sollyset. Hvis for eksempel en blå genser blir truffet av lys som<br />
mangler blått, blir ikke noe reflektert. I slikt lys ser genseren svart ut.<br />
Sollys inn<br />
(inneholder<br />
alle farger)<br />
Bare blått<br />
lys blir<br />
reflektert<br />
Bare gult<br />
lys inn<br />
Ikke noe lys blir<br />
reflektert. Alt blir<br />
absorbert i genseren, <strong>og</strong><br />
derfor ser den svart ut
Blått, grønt <strong>og</strong> rødt er<br />
grunnfargene når vi<br />
legger sammen farget lys.<br />
Ved å blande lys med<br />
grunnfargene i ulike forhold<br />
kan vi få fram alle<br />
de andre fargene.<br />
Blomsten til en løvetann<br />
reflekterer både gult, grønt<br />
<strong>og</strong> rødt lys. Blandingslyset<br />
av grønt <strong>og</strong> rødt blir <strong>og</strong>så<br />
gult.<br />
Fargen til et gjennomsiktig<br />
stoff er bestemt av hvilke<br />
farger det slipper gjennom.<br />
En rød glassrute slipper<br />
gjennom rødt lys <strong>og</strong> absorberer<br />
alle de andre fargene.<br />
Vi kan bruke blått, grønt <strong>og</strong> rødt lys til<br />
å lage alle farger<br />
LYS, SYN OG FARGER 35<br />
På teater blir det brukt lyskastere med forskjellige farger. De som styrer<br />
lyset, kan få fram en ønsket farge på senen ved å blande lys fra lyskasterne<br />
i bestemte forhold.<br />
Hvis vi lyser på en hvit skjerm med en rød <strong>og</strong> en grønn lyskilde som er<br />
like sterke, blir blandingsfargen gul. Hvis vi bruker en blå lyskilde i tillegg,<br />
blir blandingen hvit. Du kan endre lysstyrken på en eller to av lyskildene.<br />
Da endrer du <strong>og</strong>så fargen du får på skjermen.<br />
Ved å blande blått, grønt <strong>og</strong> rødt lys i forskjellige forhold kan vi få fram<br />
alle de andre fargene. Vi kaller derfor blått, grønt <strong>og</strong> rødt for grunnfargene<br />
når vi blander farget lys.
36 NATUR OG UNIVERS 3<br />
Gult, magenta <strong>og</strong> cyan er<br />
komplementærfargene til<br />
henholdsvis blått, grønt<br />
<strong>og</strong> rødt.<br />
Fargene på bildene i<br />
denne boka framkommer<br />
ved at gult, magenta <strong>og</strong><br />
cyan blir absorbert i ulike<br />
forhold fra det hvite lyset<br />
som treffer boka.<br />
Fargene på et tv-bilde oppstår ved å legge sammen farget lys. Skjermen<br />
inneholder mange små prikker som enten er blå, grønne eller røde. De<br />
ulike fargene på bildet blir dannet ved å variere styrken på lyset fra<br />
grunnfargene. Du kan se prikkene med et forstørrelsesglass. På avstand<br />
oppfatter vi fargene i bildet som jevnt fordelt.<br />
Vi kan fargelegge ved å ta bort farger<br />
Når vi blander lys av grunnfargene i like mengder, får vi:<br />
BLÅTT + GRØNT + RØDT = HVITT<br />
BLÅTT + GRØNT + RØDT = GULT<br />
BLÅTT GRØNT + RØDT = MAGENTA<br />
BLÅTT + GRØNT RØDT = CYAN<br />
Blandingslyset blir gult når vi fjerner blått. Vi sier derfor at gult <strong>og</strong> blått<br />
er komplementærfarger. På tilsvarende måte ser du at magenta <strong>og</strong> grønt<br />
er komplementærfarger, <strong>og</strong> cyan <strong>og</strong> rødt er komplementærfarger.<br />
Fargene på gensere eller på bildene i denne boka blir ikke dannet ved at<br />
vi legger sammen farget lys, slik tilfellet er for tv-bilder. Fargene blir<br />
dannet ved at vi «tar bort» farger i det hvite lyset som treffer genseren<br />
eller boka.<br />
En genser er blå fordi den reflekterer blått lys. Det betyr at den inneholder<br />
stoffer som absorberer komplementærfargen gul. Fargebildene i<br />
denne boka inneholder mange små prikker som absorberer gult, magenta<br />
<strong>og</strong> cyan. Dermed blir komplementærfargene blått, grønt <strong>og</strong> rødt reflektert<br />
i ulike forhold <strong>og</strong> gir fargene vi ser på bildet.
Oppsummering<br />
LYS, SYN OG FARGER 37<br />
• Vi har tre modeller for lys: strålemodellen, bølgemodellen <strong>og</strong> partikkelmodellen.<br />
Hvilken modell vi bruker, er avhengig av hva vi skal forklare.<br />
• Lys er en form for energi.<br />
• Når øynene mottar lys fra en gjenstand, ser vi den.<br />
• Lys som treffer noe <strong>og</strong> blir sendt tilbake, sier vi blir reflektert. Vi ser<br />
tingene rundt oss fordi de reflekterer lys fra lyskilder.<br />
• I lufttomt rom er lysfarten 300 000 km/s. I luft er den nesten like stor.<br />
I vann <strong>og</strong> glass er lysfarten mindre.<br />
• Lysstyrken avtar når vi fjerner oss fra lyskilden.<br />
• Når en gjenstand stopper lys fra en lyskilde, blir det skygge.<br />
• Refleksjonsloven forteller at refleksjonsvinkelen er like stor som innfallsvinkelen.<br />
• Når lys blir reflektert i et speil, kan vi se et speilbilde.<br />
• I plane speil ligger bildet like langt bak speilet som gjenstanden ligger<br />
foran. Bildet er like stort som gjenstanden <strong>og</strong> speilvendt.<br />
• Konvekse speil er buet som utsiden av en skål. De gir forminsket bilde<br />
<strong>og</strong> større synsfelt.<br />
• Konkave speil er buet som innsiden av en skål. Ting nær speilet blir forstørret,<br />
ting lenger unna blir forminsket <strong>og</strong> står opp ned.<br />
• Parabolspeil reflekterer parallelle stråler til ett punkt – brennpunktet.<br />
• Når lys går fra ett stoff til et annet, kan det endre retning. Vi sier at lyset<br />
blir brutt.<br />
• Lys som går på skrå fra luft til glass eller vann, blir brutt mot innfallsloddet.<br />
Lys som går motsatt vei, blir brutt fra innfallsloddet.<br />
• Stråler som treffer vinkelrett på grenseflaten mellom to stoffer, fortsetter<br />
rett fram uten å bli brutt.<br />
• Lys som går i glass <strong>og</strong> treffer grenseflaten mot luft, blir totalreflektert når<br />
innfallsvinkelen er stor nok.<br />
• Optiske fibrer er tynne glasstråder som leder lys på grunn av totalrefleksjon.<br />
De blir blant annet brukt til overføring av signaler i telefonnett<br />
<strong>og</strong> datanett verden over.<br />
• En gjenstand under vann vil se ut som om den ligger litt grunnere enn<br />
den egentlig gjør. Det skyldes at lyset blir brutt i vannoverflaten.<br />
• En konveks linse er tykkest på midten. Den bryter parallelle stråler til<br />
brennpunktet. Konvekse linser kaller vi samlelinser.
38 NATUR OG UNIVERS 3<br />
• En konkav linse er tynnest på midten. Den sprer parallelle stråler slik<br />
at det ser ut som om de kommer fra brennpunktet. Konkave linser blir<br />
kalt spredelinser.<br />
• Brennvidden er avstanden fra linsa til brennpunktet.<br />
• Med en samlelinse kan vi lage et skarpt bilde av en gjenstand på en<br />
skjerm.<br />
• For å danne linsebilde på en skjerm må avstanden fra gjenstanden til<br />
linsa være lengre enn brennvidden.<br />
• I filmframvisere, videokanoner, kopimaskiner, kameraer <strong>og</strong> i øyet blir<br />
bildene lagd ved hjelp av samlelinser.<br />
• Et forstørrelsesglass er en samlelinse. Plasserer vi gjenstanden innenfor<br />
brennpunktet <strong>og</strong> ser på den gjennom linsa, ser vi et forstørret bilde.<br />
• En kikkert har to samlelinser. Den fremste linsa lager et bilde inne i<br />
kikkerten av det vi ser på. Linsa nærmest øyet er et forstørrelsesglass<br />
som forstørrer dette bildet.<br />
• Vi kan sammenlikne øyet med et kamera.<br />
• Hornhinna <strong>og</strong> linsa er konvekse <strong>og</strong> samler lyset. Cellene som registrerer<br />
bildet, ligger på netthinna bakerst i øyet.<br />
• Mesteparten av lysbrytningen foregår i hornhinna.<br />
• Linsa i øyet justerer skarpheten på bildet. Det skjer automatisk ved<br />
hjelp av muskler.<br />
• Pupillen regulerer hvor mye lys som slipper inn på linsa.<br />
• I et nærsynt øye blir bildet dannet foran netthinna. Nærsynte trenger<br />
konkave brilleglass for å flytte bildet bakover til netthinna.<br />
• I et langsynt øye blir bildet dannet «bak» netthinna. Langsynte trenger<br />
konvekse brilleglass for å flytte bildet framover til netthinna.<br />
• Øyet har to slags sanseceller: Stavene trenger lite lys for å gi bilde, men<br />
registrerer ikke farger. Tappene trenger mye lys <strong>og</strong> gir fargesyn.<br />
• Tappene er konsentrert i den gule flekken på netthinna. Her blir bildet<br />
dannet i godt lys, <strong>og</strong> når du studerer en detalj.<br />
• Stavene finner vi utenfor den gule flekken. Her blir bildet dannet når<br />
du har «nattsyn».<br />
• I den blinde flekken på netthinna er det ingen sanseceller. Det er der<br />
synsnerven går ut av øyet.<br />
• Når vi bruker begge øynene, ser vi samme ting fra to litt forskjellige<br />
vinkler. Det er dette som gir oss dybdesyn.<br />
• Lys er elektromagnetiske bølger. Avstanden mellom to bølgetopper<br />
kaller vi for bølgelengden.
LYS, SYN OG FARGER 39<br />
• Lys med ulike bølgelengder har ulike farger. I sollyset er alle bølgelengdene<br />
til stede. Da blir lyset hvitt.<br />
• Når vi skiller de ulike bølgelengdene i lyset fra hverandre, blir det dannet<br />
et spekter. Regnbuen er spekteret til sollyset.<br />
• Det er tre typer tapper i øyet. De registrerer henholdsvis blått, grønt <strong>og</strong><br />
gulrødt lys. Når alle tappene blir stimulert like mye, ser vi fargen hvit.<br />
• Fargen til en gjenstand er bestemt av fargen på lyset den reflekterer. En<br />
gjenstand som reflekterer alt sollyset, er hvit.<br />
• Lys som ikke blir reflektert, men tatt opp av en gjenstand, sier vi blir<br />
absorbert. En gjenstand som absorberer alt sollyset, er svart.<br />
• Blått, grønt <strong>og</strong> rødt er grunnfargene når vi legger sammen farget lys.<br />
Ved å blande lys med grunnfargene i ulike forhold kan vi få fram alle de<br />
andre fargene.<br />
• Gult, magenta <strong>og</strong> cyan er komplementærfargene til henholdsvis blått,<br />
grønt <strong>og</strong> rødt.<br />
• Fargene på bildene i denne boka framkommer ved at gult, magenta <strong>og</strong><br />
cyan blir absorbert i ulike forhold fra det hvite lyset som treffer boka.
40 NATUR OG UNIVERS 3<br />
?<br />
>><br />
Oppgaver<br />
Hva er lys?<br />
LES OG SVAR<br />
3.1 Vi har tre modeller for hva lys er. Hvilke tre modeller er det?<br />
3.2 Hvilken av de to påstandene er korrekt?<br />
1) Når vi ser en gjenstand, går det lys fra øyet til gjenstanden.<br />
2) Når vi ser en gjenstand, går det lys fra gjenstanden til øyet.<br />
3.3 a) Hva mener vi med en lyskilde?<br />
b)Gi fire eksempler på lyskilder.<br />
3.4 De fleste gjenstander er ikke lyskilder. Likevel kan vi se dem.<br />
Hva kommer det av?<br />
3.5 Hvor fort går lyset i vakuum (lufttomt rom)?<br />
3.6 Hvorfor blir lysstyrken til en lyskilde svakere når vi fjerner oss<br />
fra kilden?<br />
3.7 Hvordan oppstår en skygge?<br />
GJØR OG LÆR<br />
3.8 Jobb sammen to <strong>og</strong> to. Bruk en lommelykt <strong>og</strong> en liten ball.<br />
Lys på ballen slik at den lager skygge på veggen. Hvordan ser<br />
skyggen ut? Varier avstanden mellom ballen <strong>og</strong> veggen, <strong>og</strong> studer<br />
hvordan skyggen forandrer seg. Forklar det dere observerer.<br />
Bruk begrepene helskygge <strong>og</strong> halvskygge.<br />
DISKUTER<br />
3.9 Er det nødvendig å bruke refleks i trafikken når det er mørkt?<br />
Hva kan grunnene være til at mange unnlater å bruke refleks?<br />
GÅ VIDERE<br />
3.10 I tordenvær er det oftest slik at vi ser lynet først <strong>og</strong> hører tordenen<br />
en god stund etterpå. Hva er grunnen til dette?<br />
3.11 a) Lyset bruker 8 minutter fra sola til jorda. Bruk lysfarten i<br />
vakuum, <strong>og</strong> regn ut avstanden til sola.<br />
b)Avstanden lyset tilbakelegger i løpet av ett år, kaller vi et lysår.<br />
Regn ut hvor mange km et lysår er.<br />
3.12 Grekeren Euklid, som levde for ca. 2300 år siden, hadde klare<br />
meninger om hva det vil si å se. Bruk internett eller andre kilder,<br />
<strong>og</strong> finn ut hvordan Euklids forklaring skiller seg fra det vi mener i<br />
dag. Lag en kort presentasjon av det du finner ut.
?<br />
Refleksjon – når lyset blir sendt tilbake<br />
LES OG SVAR<br />
3.13 Hva forteller refleksjonsloven? Lag en figur som viser det.<br />
3.14 Forklar på hvilken måte hjernen blir «lurt» når vi ser et speilbilde.<br />
3.15 a) Hva er forskjellen på et konvekst <strong>og</strong> et konkavt speil?<br />
b)Gi et eksempel på bruk av konvekse speil i hverdagen.<br />
3.16 Lag en tegning som viser hvordan parallelle stråler blir reflektert<br />
i et parabolspeil.<br />
3.17 Hva kan vi bruke parabolspeil til?<br />
GJØR OG LÆR<br />
3.18 Du kan undersøke sammenhengen mellom innfallsvinkel <strong>og</strong> refleksjonsvinkel<br />
på en enkel måte. Du trenger et lite speil, litt plastilin,<br />
et A4-ark, vinkelmåler, svart teip <strong>og</strong> en lommelykt. Dekk til glasset<br />
på lommelykta med svart teip slik at det bare blir en smal åpning<br />
(spalte) som lyset kan komme ut av. Legg A4-arket på bordet, <strong>og</strong><br />
plasser speilet vinkelrett på papiret ved hjelp av plastilinen.<br />
Pass på at speilet berører papiret.<br />
Speil<br />
Innfallsstråle<br />
Plastilin for å<br />
feste speilet<br />
Refleksjonsstråle<br />
LYS, SYN OG FARGER 41<br />
Send en lysstripe mot speilet slik figuren viser. Tegn innfallsloddet,<br />
<strong>og</strong> marker innfallsstråle <strong>og</strong> refleksjonsstråle på papiret.<br />
Mål innfallsvinkelen <strong>og</strong> refleksjonsvinkelen med vinkelmåleren.<br />
Hva ser du? Prøv med minst fem forskjellige innfallsvinkler,<br />
<strong>og</strong> sett resultatene opp i en tabell. Formuler refleksjonsloven.
42 NATUR OG UNIVERS 3<br />
>><br />
DISKUTER<br />
3.19 Hvordan tror dere en person som aldri har sett et speil før,<br />
vil oppleve et speilbilde? Hva er grunnen til at vi ikke synes det<br />
er «noe rart» med et speilbilde?<br />
GÅ VIDERE<br />
3.20 Kopier figuren i kladdeboka di, <strong>og</strong> tegn inn speilbildet av lykta<br />
så nøyaktig som mulig.<br />
Speil<br />
3.21 Når du ser deg selv i et speil <strong>og</strong> lukker venstre øye, vil speilbildet<br />
lukke høyre øye. Klør du deg i høyre øre, klør speilbildet seg<br />
i venstre øre. Vi sier at bildet er speilvendt.<br />
a) Bruk refleksjonsloven <strong>og</strong> tegn en figur som viser hvorfor bildet<br />
blir speilvendt.<br />
b)Hvorfor blir ikke bildet opp ned?<br />
3.22 Når du står et stykke unna <strong>og</strong> speiler deg i et garderobespeil, må<br />
speilet være (minst) halvparten av kroppslengden din for at du<br />
skal kunne se hele kroppen. Ta utgangspunkt i figuren, <strong>og</strong> bruk<br />
refleksjonsloven til å forklare hvorfor.<br />
Speil<br />
3.23 Bruk internett eller andre kilder til å finne ut hva et periskop er <strong>og</strong><br />
hvordan det fungerer. Lag en kort framstilling av det du finner ut.
?<br />
>><br />
Brytning – når lysstrålene får en «knekk»<br />
LYS, SYN OG FARGER 43<br />
LES OG SVAR<br />
3.24 Hva vil det si at lys blir brutt?<br />
3.25 a) Tegn en figur som viser hvordan en lysstråle blir brutt når den<br />
går fra luft til glass. Marker innfallsvinkel <strong>og</strong> brytningsvinkel<br />
på figuren.<br />
b)Hvordan blir lysstrålen brutt når den går motsatt vei? Tegn figur.<br />
3.26 Hvordan fortsetter en stråle som treffer glass med en innfallsvinkel<br />
på 0o ?<br />
3.27 Forklar hva vi mener med totalrefleksjon.<br />
3.28 a) Hva er en optisk fiber, <strong>og</strong> hvordan fungerer den?<br />
b)Gi et eksempel der vi har nytte av optiske fibre.<br />
3.29 Gi et eksempel på synsbedrag som kan oppstå på grunn av<br />
lysbrytning. Tegn figur <strong>og</strong> forklar.<br />
GJØR OG LÆR<br />
3.30 Hvordan blir lys brutt i vann? Bruk en laserpeker eller en lommelykt<br />
med teip foran glasset slik at den bare sender ut en smal<br />
lysstripe (se oppgave 3.18). I tillegg trenger du et begerglass eller<br />
helst et firkantet, gjennomsiktig kar med vann. Ha noen dråper<br />
skummet melk oppi slik at det er lettere å se lysstrålen i vannet.<br />
Send lys vinkelrett ned mot vannoverflaten. Blir lyset brutt?<br />
Drei på lykta slik at lysstrålene treffer vannoverflaten litt på skrå.<br />
Hva ser du nå? Prøv med forskjellige innfallsvinkler.<br />
Presenter resultatene dine med figurer. Marker innfallslodd,<br />
innfallsvinkel <strong>og</strong> brytningsvinkel på tegningene.<br />
GÅ VIDERE<br />
3.31 Tegn hvordan lysstrålen går videre gjennom prismet.<br />
Marker innfallslodd, innfallsvinkel <strong>og</strong> brytningsvinkel både<br />
der strålen går inn i prismet <strong>og</strong> der den kommer ut igjen.<br />
Lysstråle<br />
Glassprisme<br />
3.32 Bruk et prisme <strong>og</strong> en lyskilde som gir en smal lysstripe, <strong>og</strong> sjekk<br />
om tegningen din i den forrige oppgaven stemmer.
44 NATUR OG UNIVERS 3<br />
?<br />
3.33 Det finnes indianere i Sør-Amerika som fanger fisk med pil<br />
<strong>og</strong> bue.<br />
a) Hvordan må indianeren sikte for å treffe: rett på fisken han ser,<br />
litt over eller litt under? (Hint: Tegn situasjonen sett fra siden <strong>og</strong><br />
finn ut hvordan lysstrålene går.)<br />
b)Tenk deg at indianeren har en laserpistol. Hvordan må han da<br />
sikte i forhold til det han ser i vannet for å treffe? Begrunn svaret.<br />
3.34 Bruk internett eller andre kilder <strong>og</strong> finn ut mer om hva laser er<br />
<strong>og</strong> hva det brukes til. Lag en presentasjon av det du finner ut.<br />
Brytning i linser kan brukes til mye<br />
LES OG SVAR<br />
3.35 a) Hvorfor blir en konveks linse ofte kalt samlelinse eller<br />
brennglass?<br />
b)Hvorfor blir en konkav linse ofte kalt spredelinse?<br />
3.36 Tegn en konveks linse sett fra siden. Tegn to stråler som er<br />
parallelle med linseaksen, <strong>og</strong> som blir brutt i linsa.<br />
Marker brennpunkt <strong>og</strong> brennvidde.<br />
3.37 Tegn en konkav linse sett fra siden. Tegn to stråler som er<br />
parallelle med linseaksen, <strong>og</strong> som blir brutt i linsa.<br />
Marker brennpunkt <strong>og</strong> brennvidde.<br />
3.38 a) Hva mener vi med et linsebilde?<br />
b)Nevn tre apparater som lager linsebilder.<br />
3.39 Tegn en figur som viser hvordan bildet oppstår i et<br />
forstørrelsesglass.<br />
3.40 Beskriv prinsippet for hvordan en kikkert fungerer.<br />
GJØR OG LÆR<br />
3.41 Hvordan vil du gå fram for å finne brennvidden til en samlelinse?<br />
Bruk sollys eller lys fra en overheadprojektor, <strong>og</strong> bruk veggen eller<br />
et papirark som skjerm. (Med en overheadprojektor må den stå<br />
minst fem meter unna veggen.) Hold linsa slik at lyset blir samlet<br />
i minst mulig punkt. Mål avstanden fra midten av linsa til punktet,<br />
<strong>og</strong> noter den.<br />
Har dere flere ulike samlelinser, kan dere gjøre flere målinger <strong>og</strong><br />
sammenlikne. Er det den linsa som er «mest konveks», som gir<br />
kortest eller lengst brennvidde?
?<br />
LYS, SYN OG FARGER 45<br />
GÅ VIDERE<br />
3.42 Hvis du drypper en vanndråpe på en av bokstavene du leser nå, <strong>og</strong><br />
ser på den gjennom dråpen, vil bokstaven se litt større ut. Hvorfor?<br />
3.43 Figuren viser et stearinlys foran en samlelinse. Brennpunktene<br />
er <strong>og</strong>så markert. Tegn av figuren i kladdeboka, <strong>og</strong> konstruer<br />
linsebildet av stearinlyset.<br />
3.44 Når du ser på en gjenstand gjennom en konkav linse, ser gjenstanden<br />
mindre ut. (Prøv!) Lag en figur som forklarer hvorfor spredelinsa<br />
virker som et «forminskelsesglass».<br />
3.45 Bruk internett eller andre kilder til å finne ut hvordan et forstørret<br />
bilde i et mikroskop oppstår. Lag en presentasjon av det du finner ut.<br />
Øyet – et utrolig avansert kamera<br />
LES OG SVAR<br />
3.46 Bruk figuren som læreren har kopiert, eller lag en tegning selv<br />
<strong>og</strong> sett navn på de ulike delene i øyet.<br />
3.47 Hvor i øyet blir lyset brutt, <strong>og</strong> hvor blir bildet dannet?<br />
3.48 Hvordan justerer øyet skarpheten på bildet vi ser?<br />
3.49 Hvilken oppgave har pupillen?<br />
3.50 a) Hva er «galt» med et nærsynt øye?<br />
b)Hva slags linser (brilleglass) trenger en nærsynt person?
46 NATUR OG UNIVERS 3<br />
>><br />
3.51 Forklar forskjellene på staver <strong>og</strong> tapper.<br />
3.52 Hva er spesielt med den gule flekken i øyet?<br />
3.53 Hva kalles området på netthinna der synsnerven går ut av øyet,<br />
<strong>og</strong> hva er spesielt med dette området?<br />
3.54 Forklar hva som gjør at vi kan se i dybden (tredimensjonalt).<br />
GJØR OG LÆR<br />
3.55 I denne aktiviteten kan du teste den blinde flekken i øyet ditt.<br />
Se på tegningen med krysset <strong>og</strong> prikken. Figuren skal være<br />
40–50 cm unna. Hold for det venstre øyet, <strong>og</strong> stirr på krysset.<br />
Se på krysset hele tiden mens du langsomt flytter øynene<br />
nærmere boka. Hva skjer med prikken? Når du kommer til den<br />
avstanden hvor du ikke ser prikken lenger, dreier du forsiktig<br />
boka med krysset som omdreiningspunkt. Hva ser du nå?<br />
Gi en forklaring på det som skjer.<br />
DISKUTER<br />
3.56 Hos de fleste fugler sitter øynene på hver side av hodet.<br />
Hva er fordelene med å ha øynene på denne måten, sammenliknet<br />
med for eksempel ugla der begge øynene vender framover?<br />
Hvilke fordeler har ugla?<br />
GÅ VIDERE<br />
3.57 Når vi ser på en gjenstand som ligger langt borte, vil to stråler fra<br />
samme punkt på gjenstanden være tilnærmet parallelle når de<br />
treffer øyet. Vi har tegnet to øyne som ser på noe langt borte,<br />
<strong>og</strong> som har forskjellige synsfeil.<br />
A<br />
B
?<br />
a) Hva kaller vi feil A <strong>og</strong> feil B?<br />
b)Hva slags linse vil du bruke for å korrigere feil B?<br />
c) Tegn tilfelle A med en linse som korrigerer synet, <strong>og</strong> tegn<br />
hvordan lysstrålene blir brutt i linsa.<br />
3.58 Optikere bruker en størrelse som kalles dioptrier for å angi styrken<br />
på linser. Vi finner dioptritallet til en linse ved å dele 100 med<br />
brennvidden målt i cm. En brille har styrken +4 dioptrier.<br />
Hvor langt unna et papirark må du holde brillen for å bruke<br />
den som brennglass?<br />
3.59 Klarer du å få fuglen inn i buret igjen? Hold tegningen<br />
veldig nær ansiktet <strong>og</strong> se på den, mens du «slapper av» i øynene.<br />
Da vil det se ut som om fuglen er inne i buret.<br />
Hvordan forklarer du dette?<br />
3.60 Bruk internett eller andre kilder, <strong>og</strong> finn ut hva som menes med<br />
skjeve hornhinner. Lag en kort presentasjon av det du finner ut.<br />
Farger<br />
LYS, SYN OG FARGER 47<br />
LES OG SVAR<br />
3.61 Hva er det ved lyset som gjør at det blir farger?<br />
3.62 Forklar hvordan en regnbue blir dannet.<br />
3.63 Hva er forskjellene på de tre ulike typene tapper som vi har i øyet?<br />
3.64 Du har på deg en blå genser. Hvordan oppstår blåfargen?<br />
3.65 Forklar hvorfor svarte klær er varmere enn hvite når du er ute<br />
i sola om sommeren.<br />
3.66 a) Hvilke farger regner vi som grunnfarger når vi blander lys?<br />
b)Hvordan oppstår fargene på en tv-skjerm?<br />
3.67 Hva mener vi når vi sier at magenta er komplementærfargen<br />
til rødt?<br />
3.68 Forklar hvordan blåfargen på bildene i en bok oppstår.
48 NATUR OG UNIVERS 3<br />
>><br />
GJØR OG LÆR<br />
3.69 Med et trekantet glassprisme <strong>og</strong> en lyskilde som gir en sterk<br />
lysstråle (for eksempel et «gammeldags» lysbildeapparat med en<br />
spalte foran), kan dere lage en «regnbue». Send en konsentrert<br />
lysstråle på skrå mot prismet, slik figuren på side 00 viser.<br />
Fang opp lyset som har gått gjennom prismet, på en hvit skjerm<br />
eller vegg. Diskuter hvilke farger dere kan se. Hvilken farge blir<br />
brutt mest, <strong>og</strong> hvilken blir brutt minst? Bruk begreper som<br />
bølgelengde <strong>og</strong> spekter i en beskrivelse av fenomenet.<br />
DISKUTER<br />
3.70 I et gammelt sagn heter det at det finnes en gryte full av gullpenger<br />
der regnbuen ender. Men hvorfor er det ikke mulig å stå<br />
slik at regnbuen treffer deg?<br />
GÅ VIDERE<br />
3.71 En glassvase er blå når vi ser gjennom den. Hvilken påstand<br />
er korrekt? 1) Vasen slipper gjennom bare blått lys.<br />
2) Vasen absorberer bare blått lys. Begrunn svaret ditt.<br />
3.72 Den gule blomsten til en løvetann reflekterer både gult, grønt<br />
<strong>og</strong> rødt lys. Forklar hvordan dette kan henge sammen.<br />
3.73 Når du stirrer lenge på for eksempel et blått ark <strong>og</strong> deretter flytter<br />
blikket til et hvitt ark, vil ikke papiret se hvitt ut. Tappene som<br />
registrerer blått, blir «slitne» av å se lenge på nettopp denne<br />
fargen. Derfor vil de ikke oppfatte den blå delen av lyset like godt<br />
etterpå. De andre fargene dominerer, <strong>og</strong> det hvite arket ser rødlig<br />
ut. Dette kaller vi et etterbilde.<br />
Stirr intenst på flagget på bildet i 30 sekunder i godt lys.<br />
Legg så et hvitt ark over flagget <strong>og</strong> se på arket. Hva ser du?<br />
Forklar det du ser.<br />
3.74 Kan dyr se farger? Bruk internett eller andre kilder, <strong>og</strong> finn ut mer<br />
om fargesyn hos dyr. Lag en presentasjon av det du finner ut.
DU TRENGER<br />
Et plant speil med litt<br />
størrelse, et vannrett<br />
gulv.<br />
Forsøk<br />
3–A Hjelper det å gå lenger unna speilet?<br />
Når vi prøver klær i en butikk <strong>og</strong> ser oss i et speil, har vi ofte en tendens til<br />
å gå lenger unna speilet for å «se mer». Men ser vi virkelig mer av oss selv<br />
når vi går lenger unna?<br />
Dette gjør du<br />
1 Plasser speilet loddrett. Det må henge slik at du ser hodet, overkroppen<br />
<strong>og</strong> øverste del av beina når du står et stykke unna. (Det er viktig at du<br />
ikke ser helt ned til føttene.)<br />
2 Still deg omtrent 1,5 m fra speilet <strong>og</strong> se rett inn i det. Merk deg nøyaktig<br />
hvor langt ned på beina dine du ser.<br />
3 Lag en hypotese for hva du tror skjer når du går lenger unna speilet.<br />
Vil du se mer, mindre eller like mye av deg selv da?<br />
4 Gå langsomt bakover, mens du ser rett inn i speilet.<br />
Observasjoner<br />
1 Stemte hypotesen din? Noter ned hva du observerte.<br />
2 Hva er det du ser «mer av» når du går lenger unna speilet?<br />
LYS, SYN OG FARGER 49<br />
Forklaringer<br />
1 Hvor treffer lysstrålene fra det nederste punktet du ser, speilet?<br />
2 Lag en tegning av situasjonen sett fra siden, der du tegner deg selv i to<br />
forskjellige avstander fra speilet.<br />
3 Tegn hvordan en lysstråle fra det nederste punktet du ser, går til øyet i<br />
begge de to tilfellene. Marker innfallslodd, innfallsvinkler <strong>og</strong> refleksjonsvinkler<br />
på figuren.<br />
4 Bruk tegningen du har lagd, til å forklare det du observerer i forsøket.
50 NATUR OG UNIVERS 3<br />
DU TRENGER<br />
Et pappkrus eller en<br />
kaffekopp, et begerglass,<br />
en mynt, vann.<br />
3–B Mynten som forsvinner <strong>og</strong> kommer til syne<br />
Vi skal bruke lysbrytning til litt «magi».<br />
Vann<br />
Vann<br />
Dette gjør du<br />
1 Jobb to <strong>og</strong> to sammen.<br />
2 Legg mynten på bordet <strong>og</strong> sett begerglasset oppå. Pass på at bordflaten,<br />
mynten <strong>og</strong> glasset er tørre.<br />
3 Se på mynten på skrå gjennom veggen i glasset.<br />
4 Hell vann i glasset til det blir nesten fullt, mens dere fortsetter å se på<br />
mynten gjennom veggen.<br />
5 Legg så mynten i den tomme koppen.<br />
6 Se på mynten over kanten av koppen <strong>og</strong> senk hodet slik at mynten<br />
akkurat ikke er synlig lenger.<br />
7 Fyll vann forsiktig i koppen, mens dere holder øynene i samme posisjon.<br />
Observasjoner<br />
Beskriv med ord hva dere observerer i de to tilfellene.
DU TRENGER<br />
En samlelinse, et<br />
stearinlys, en lang linjal<br />
eller meterstokk, hvitt<br />
papir eller hvit skjerm.<br />
Forklaringer<br />
1 Tegn en figur som viser hvordan lyset går, <strong>og</strong> hvorfor du ser mynten<br />
gjennom veggen av begerglasset når det er tomt, men ikke når det er fullt<br />
av vann.<br />
2 Tegn en tilsvarende figur som forklarer fenomenet med mynten i koppen.<br />
3 I hvilket av de to tilfellene er totalrefleksjon årsaken til fenomenet?<br />
3–C Linsebilder – vi lager enkel «hjemmekino»<br />
Stearienlys<br />
Linse<br />
LYS, SYN OG FARGER 51<br />
Skjerm<br />
Dette gjør du<br />
1 Det er lurt å jobbe i små grupper.<br />
2 Tenn stearinlyset, <strong>og</strong> hold linsa mellom stearinlyset <strong>og</strong> papirarket.<br />
3 Flytt arket fram eller tilbake til dere ser et skarpt bilde av flammen på<br />
papiret. Hvis dere har problemer med å få bilde, må dere kanskje øke<br />
avstanden mellom lyset <strong>og</strong> linsa. Det er bare å prøve seg fram – <strong>og</strong>så<br />
med forskjellige samlelinser.<br />
4 Mål avstanden mellom stearinlys <strong>og</strong> linse <strong>og</strong> mellom linse <strong>og</strong> skjerm når<br />
dere har et skarpt bilde.<br />
Observasjoner<br />
1 Er bildet dere får, rettvendt eller opp ned? Forminsket eller forstørret?<br />
2 Blås forsiktig på flammen slik at den bøyer seg til den ene siden.<br />
Hvilken vei beveger flammen på bildet seg?<br />
3 Lag en tegning som viser lys, linse <strong>og</strong> bilde i forsøket deres.<br />
Sett på avstandene dere måler.<br />
4 Sammenlikn tegningen med de tre figurene i boka på sidene 00–00.<br />
Hvilken av figurene svarer til det dere observerer?<br />
5 Prøv med andre avstander mellom lys, linse <strong>og</strong> skjerm, <strong>og</strong> se om dere<br />
klarer å lage et skarpt linsebilde av flammen som har en annen størrelse<br />
enn det første dere lagde.
52 NATUR OG UNIVERS 3<br />
DU TRENGER<br />
En lommelykt, en liten<br />
kartongplate, et rom der<br />
lyset er slokt.<br />
DU TRENGER<br />
Tre like sterke lommelykter,<br />
et blått, et grønt<br />
<strong>og</strong> et rødt fargefilter,<br />
lyse, tynne ark av farget<br />
plast, en blyant, et hvitt<br />
ark eller en skjerm.<br />
Forklaringer<br />
1 Forklar hvorfor det blir dannet et linsebilde på papiret.<br />
2 Se på det dere fant i observasjon 2. Er det riktig å si at bildet av flammen<br />
er speilvendt? Begrunn svaret.<br />
3–D Pupillen – øyets blenderåpning<br />
Dette gjør du<br />
1 Jobb sammen to <strong>og</strong> to.<br />
2 Slokk lyset i klasserommet, <strong>og</strong> se på den andres pupiller.<br />
3 Lys på pupillene med lykta. Hva skjer med dem?<br />
4 Bruk papplaten som en skjerm mellom øynene på den andre, <strong>og</strong> lys<br />
bare på det ene øyet. Hva skjer med pupillen du ikke lyser på?<br />
Observasjoner<br />
1 Beskriv hvordan pupillene endrer seg når begge øynene mottar lys,<br />
<strong>og</strong> når bare ett av øynene mottar lys.<br />
2 Er det mulig å bestemme seg for at pupillene ikke skal reagere? Prøv.<br />
Forklaringer<br />
Forklar ut fra det dere har observert, hva som styrer reaksjonen til<br />
pupillene.<br />
3–E Kan en skygge ha farge?<br />
Dette gjør du<br />
1 Jobb flere sammen.<br />
2 Fest et fargefilter foran hver lykt.<br />
3 Hold den grønne <strong>og</strong> den røde lykta ved siden av hverandre, <strong>og</strong> lys på<br />
samme område på det hvite arket.<br />
4 Plasser en blyant loddrett like foran området dere lyser på.
LYS, SYN OG FARGER 53<br />
Observasjoner<br />
1 Hvilken farge får den delen av arket som mottar både grønt <strong>og</strong> rødt lys?<br />
2 Beskriv det dere ser når dere plasserer blyanten foran arket.<br />
3 Finn ut hvilken av skyggene som skyldes at det grønne lyset blir stoppet,<br />
<strong>og</strong> hvilken farge den har.<br />
4 Hvilken farge har den andre skyggen?<br />
5 Prøv med alle tre lyktene. Hva skjer da? Beskriv det dere ser.<br />
6 Lag fargelagte tegninger av forsøket.<br />
Forklaringer<br />
1 Hva er grunnen til at blyanten kaster to skygger når dere bruker to lykter,<br />
mens den kaster tre skygger med tre lykter? Tegn <strong>og</strong> forklar.<br />
2 Ta utgangspunkt i observasjonene 3 <strong>og</strong> 4. Forklar hvorfor de to skyggene<br />
har farger, <strong>og</strong> hvorfor de får akkurat de fargene dere observerer.<br />
3 Prøv å forklare det samme som i punkt 2 over for tilfellet med tre skygger.