TDS - frågor och svar kap 9

Testa dig själv 9.1
1. Vilken hastighet har ljus?
a) i vakuum?
300 000 km/s. Man kan också svara 300 000 000 m/s, vilket också kan skrivas som m/s.
b) i vatten?
225 000 km/s.
2. Rita en bild som visar vad som händer när en ljusstråle träffar en plan spegel.
I bilden ska du rita ut normal, infallsvinkel och reflektionsvinkel.
n = normal
i = infallsvinkel
r = reflektionsvinkel
i är alltid lika stor som r, dvs i = r
n ritas alltid vinkelrät mot ytan en stråle träffar
och den ”startar” alltid där strålen träffar ytan.
3. De båda sidorna av en sked kan liknas vid buktiga speglar. Vilken typ av spegel är skedens utsida
respektive insida?
Insida = konkav spegel Utsida = konvex spegel
4. Blir bilden förstorad, förminskad eller oförändrad om du speglar dig i en
a) plan spegel?
Bilden blir oförändrad.
b) konvex spegel?
Bilden blir förminskad. Används t ex som speglar i gatukorsningar och som backspeglar i bilar.
c) konkav spegel (på nära håll)?
Bilden blir förstorad. Används t ex som sminkspegel, rakspegel.
5. Vatten är ett genomskinligt ämne. Varför kan vi ändå se vatten?
Vi kan se vatten trots att det är genomskinligt eftersom en del av det ljus som träffar vattnet reflekteras.
6. Vad händer när parallella strålar träffar en konvex spegel? Rita en bild!
Strålarna träffar spegelytan och sprids sedan utåt.
Det bildas ett fokus bakom spegeln där strålarna möts.
7. Varför är lampan i en bilstrålkastare placerad i brännpunkten? Rita en bild och förklara.
Lampan är placerad i brännpunkten eftersom de spridda strålarna då kommer
träffa den konkava spegelytan och reflekteras ut på sådant sätt att de blir parallella.
För att effekten ska bli så bra som möjligt sätter man upp en sköld som stoppar
de strålar som skulle kunna hamna utanför spegeln.
n

8. Ett ljus står framför en plan spegel enligt bilden. Rita strålgången och den spegelbild som uppkommer.
Det är samma avstånd mellan ljuset och spegeln
som mellan bilden och spegeln.
Bilden är lika stor som ljuset.
9. Klockan är tolv och solen skiner på ett moln vars skugga hamnar på marken. Är skuggan större, mindre
eller ungefär lika stor som molnet? Förklara hur du tänker.
Solstrålarna är nästan helt parallella. Skuggans storlek kommer därför att bestämmas av solstrålarnas vinkel
mot jordytan. Låt oss anta att molnet är klotformigt. När solen står högt på himlen blir skuggan ungefär lika
stor och nästan cirkulär. Ju lägre solen står desto större blir solstrålarnas vinkel mot jordytan och desto mer
elliptisk blir skuggan.
Extra frågor:
10. Förr i tiden trodde man att man såg föremål för att det sändes ut osynliga synstrålar från ögonen. Idag vet
vi att det inte är så. Förklara varför du kan se föremål runt omkring dig.
Föremålen träffas av ljus från någon ljuskälla. Ljus reflekteras och en del av det reflekterade ljuset når våra
ögon. Det är därför vi ser föremålen runt omkring oss.
11. a) Vad för slags spegel är det här?
Konkav spegel
b) Rita av bilden och rita strålarnas fortsatta väg.
c) Hur lång är spegelns brännvidd?
6 mm
12. a) Vad för slags spegel är det här?
Konvex spegel
b) Rita av bilden och rita strålarnas fortsatta väg.
c) Hur lång är spegelns brännvidd?
3 mm

13. Rita av bilderna. Rita strålarnas fortsatta väg.
Testa dig själv 9.2
1. Rita en bild som visar vad som händer när en ljusstråle går från luft och vidare ner i vatten.
b = brytningsvinkel
Brytningsvinkeln blir mindre än infallsvinkeln,
dvs b < i.
2. Varför ändrar en ljusstråle riktning när den går till exempel från luft till glas?
Det beror på att ljuset har lägre hastighet i glas än i luft.
Vinkeln mot normalen är alltid mindre i det material som har högre densitet eftersom ljuset kommer ha en
lägre hastighet i materialet med högre densitet.
3. Nämn ett annat namn för en
a) konkav lins
Spridningslins eller negativ lins.
b) konvex lins
Samlingslins eller positiv lins.
4. Vilken typ av lins används som förstoringsglas?
Konvex lins
5. Hur fungerar optiska fibrer?
I en optisk fiber utnyttjar man att ljus totalreflekteras i glas. Ljuset studsar fram och tillbaka mot glasets yta
tills det kommer ut på andra sidan.
Totalreflektion uppstår endast om strålens infallsvinkel mot glaset är lika stort eller större än 45°,
dvs i 45°. För vatten är det 49° som gäller, dvs i 49°.
Det är också så reflexer fungerar. Reflexer är uppbyggda av sammansatta prismor på sådant sätt att ljuset
”tvingas” till att träffa reflexytan i en vinkel som är större än 45°.
n

6. Parallella strålar träffar en lins med brännvidden 3 cm. Rita vad som händer med strålarna om det är en
a) konvex lins.
Med brännvidd menar man avståndet mellan linsens mitt och fokus (brännpunkten).
F = fokus
Strålarna som träffar en konvex lins kommer att brytas då de passerar linsen på sådant sätt att de samlas i
ett fokus bakom linsen.
Hur de samlas ritar man så här:
Rita parallella linjer mot linsen in mot linsens mitt.
Fortsätt rita linjerna från där de slutar i linsen ut mot fokus på andra sidan och genom den.
b) konkav lins.
Strålarna som träffar en konkav lins kommer att brytas då de passerar linsen på sådant sätt att de sprids på
andra sidan linsen.
Hur de samlas ritar man så här:
Rita parallella linjer mot linsen in mot linsens mitt.
Från linsens mitt där strålen träffat ritar man en streckad linje in mot fokus framför linsen, den här
linjen ritar man heldragen från den del som ska fortsätta på andra sidan linsen.
7. Förklara skillnaden mellan verklig bild och skenbild.
En verklig bild kan fångas upp på en skärm, medan en skenbild inte kan det.
8. Om du tittar på en fisk som finns i vatten så ser fisken ut att vara närmare vattenytan än vad den är. Den
ser även större ut. Försök att förklara detta genom att rita en bild.
Ögat blir lurat eftersom ljuset bryts i vattenytan. Fisken verkar vara närmare vattenytan än vad den är.
Därför ser fisken större ut.

9. Rita den bild som uppkommer i en konvex lins när föremålet är
a) utanför linsens brännpunkt.
Pilen ska vara det föremål man placerat ut.
Om föremålet placeras utanför linsens fokus bildas det en bild på andra sidan linsen som blir upp- och
nervänd. Hur stor den blir beror på hur långt från fokus man ställer föremålet.
Hur man ritar strålar från ett föremål utanför fokus genom en lins för att konstruera en bild:
Dra en linje från föremålets topp parallellt med normalen och in mot linsens mitt. Bryt nu den här
linjen så att den går mot och genom fokus på andra sidan linsen.
Dra en till linje från föremålets topp, denna ska gå rakt igenom den punkt där linsens mitt och
normalen korsar varandra. Fortsätt dra den här linjen tills den korsar den första linje du ritat.
Om den första linjen var för kort, dra den så att den blir längre, dina båda ritade linjer måste korsa
varandra.
Bilden ska nu ritas mellan den punkt dina linjer korsat varandra och normalen. Din bild ska ritas upp-
och nervänd, dvs toppen av ditt föremål ska ligga i din skärningspunkt.
b) innanför linsens brännpunkt.
Om föremålet placeras innanför linsens fokus bildas det en bild på samma sida som linsen. Bilden blir alltid
rättvänd och större än föremålet.
Hur man ritar strålar från ett föremål innanfr fokus genom en lins för att konstruera en bild:
Dra en linje från föremålets topp parallellt med normalen och in mot linsens mitt. Bryt nu den här
linjen så att den går mot och genom fokus på andra sidan linsen.
Dra en till linje från föremålets topp, denna ska gå rakt igenom den punkt där linsens mitt och
normalen korsar varandra. Den här linjen kommer inte kunna korsa din första linje på andra sidan. Så
du måste nu fortsätta dra den åt andra hållet istället, men dra den streckad.
Se till att dina linjer är tillräckligt långa så att de möts på samma sida av linsen som föremålet.
Bilden ska nu ritas mellan den punkt dina linjer korsat varandra och normalen. Din bild ska ritas
rättvänd, dvs toppen av ditt föremål ska ligga i din skärningspunkt.
Extra frågor:
10. Vilka av linserna nedan är konvexa?
De konvexa linserna är: A, C och E.
n
n

11. Bilden visar hur några ljustrålar träffar en vattenyta underifrån.
Rita av bilden och rita strålarnas fortsatta väg.
12. Du avbildar ett ljus med en konvex lins. På en skärm ser du en bild.
a) Är bilden rättvänd eller upp- och nervänd?
Den är upp- och nervänd.
b) Hur förändras bilden när du flyttar linsen närmare ljuset?
Bilden blir större.
13. Din lärare har lagt en bild på OH-apparaten. Med hjälp av linsen i apparaten blir det en skarp bild på
duken. Men bilden är för liten vilket läraren ordnar genom att flytta OH-apparaten. Motivera dina svar.
a) Ska OH-apparaten flyttas närmare eller längre bort?
OH-apparaten ska flyttas bakåt.
b) Ska projektorns lins flyttas uppåt eller nedåt för att bilden ska bli skarp?
Genom att göra bildkonstruktioner kan man se att projektorns lins ska flyttas nedåt.
Före Efter
Testa dig själv 9.3
1. Vad kallas de båda linserna i en kikare?
Objektiv och okular.
2. Vad kallas de fyra viktigaste delarna i en kamera?
Objektiv, slutare, bländare och film eller ccd-celler.
3. Vilken del i ögat motsvarar kamerans
a) bländare? b) slutare? c) film?
a) Pupillen b) Ögonlocket c) Näthinnan
4. Vad för slags glas ska finnas i glasögonen om man är översynt?
Konvexa linser
5. Förklara vilken funktion som objektivet och okularet har i en kikare.
Objektivets uppgift är att ge en bild i kikaren av det man tittar på. Okularet förstorar sedan bilden som
bildats av objektivet.

6. Ett hus ska avbildas på en skärm med hjälp av en lins. Avståndet från huset till linsen är 100 m.
a) Vilken slags lins sitter i kameran?
Konvex lins.
b) Blir bilden förstorad eller förminskad?
Förminskad.
c) Blir bilden rättvänd eller upp- och nervänd?
Upp- och nervänd.
7. Vad är närsynthet och hur kan man avhjälpa det?
Att vara närsynt innebär att den bild som ska fångas upp av
näthinnan (hinnan inuti ögat mitt emot ögats lins) bryts av för tidigt,
dvs strålarna samlas framför näthinnan och inte på den.
Det kan avhjälpas genom att man sätter konkava glas framför ögats
egna lins.
Konkava linser sprider strålarna innan ögats lins samlar dem igen,
detta leder till att strålarna nu samlas på näthinnan.
Om man istället är översynt/långsynt så bryts strålarna för sent, dvs bakom näthinnan. Då måste man sätta
en konvex lins framför ögats lins så att man hjälper till att samla strålarna.
8. Vilket dioptrital har en konvex lins med brännvidden 20 cm?
+5
9. Till många kameror kan man köpa olika slags objektiv. Ta reda på när man använder sig av så kallade
teleobjektiv och vidvinkelobjektiv.
Ett teleobjektiv används om man vill fotografera på stort avstånd men ändå få en närbild. Man använder
vidvinkelobjektiv när man ska fotografera på nära håll och ändå vill få med så mycket som möjligt på
bilden.
Extra frågor:
10. Vilken är den viktigaste skillnaden vad gäller bilden hos en astronomisk kikare och en prismakikare?
Bilden i en astronomisk kikare är upp- och nervänd medan den är rättvänd i en prismakikare.
11. En kamera är inställd med exponeringstiden 0,01 s. Vad menas med det?
Kameran är öppen under 0,01 s och släpper då in ljus.

12. Vilket synfel har ägarna till dessa glasögon?
Närsynt Översynt
13. Ögonlinsens tjocklek varierar beroende på om man ser på nära håll eller långt håll. Är ögonlinsen tunn
eller tjock när du tittar på nära håll? Varför blir det så?
Ögonlinsen är tjock när man tittar på nära håll. Det beror på att ju närmare föremålet man tittar på är, desto
mindre parallella blir de ljusstrålar som träffar ögat.
Att linsen blir tjockare eller tunnare beror på den muskel som håller ögats lins på plats. Muskeln ligger som
ett däck runt linsen och från muskeln går det trådar som håller fast linsen. När man tittar på långt håll så är
muskeln avslappnad och då är trådarna spända, vilket leder till att linsen dras ut och blir tunn. När man
tittar på nära håll trycks linsen ihop och trådarna blir då slappa, det leder till att linsen då blir tjock.
Testa dig själv 9.4
1. Ljus kan uppfattas som en vågrörelse. Vad kallas avståndet mellan två vågberg eller två vågdalar?
En våglängd.
2. Vilka är färgerna som ingår i ett spektrum?
Rött, orange, gult, grönt, blått, indigo och violett.
3. Vad kallas den strålning som ger oss solbränna?
Ultraviolett strålning.
4. Vad kan man använda laser till?
Laser används bland annat inom sjukvården och vid hastighetsmätning.
5. Hur uppkommer en regnbåge?
En regnbåge uppkommer när ljusstrålar från solen bryts i vattendroppar i luften. Vattendropparna är som
prismor som delar upp ljuset i alla de färger det består av.
6. Förklara hur ett blåbär får sin blåa färg.
När ett blåbär träffas av ljus från solen reflekteras den blåa färgen, medan övriga färger absorberas.
7. Varför är det oroväckande att ozonlagret håller på att tunnas ut?
Ett tunnare ozonskikt innebär att jorden träffas av mer ultraviolett strålning. För stora doser av UVstrålning
kan vara skadlig. Det kan bland annat ge upphov till cancer.
8. Förklara hur polaroidglasögon kan ta bort besvärande reflexer från till exempel en sjö.
Det ljus som reflekterats i till exempel en sjö är polariserat. Det svänger bara i en riktning.
Polaroidglasögonen släpper inte igenom detta polariserade ljus utan bara en del av det opolariserade ljuset.

9. Ljusets våglängd mäts ofta i nanometer.
a) Hur många nanometer går det på en meter? Skriv i tiopotensform.
En miljard st, dvs st.
b) Skriv 1 nm som meter. Skriv i potensform.
Extra frågor:
10. Hur lång våglängd har den här vågen?
Våglängden mäts från topp till topp (eller från dal till dal) och här blir den 1,5 cm.
11. Vad kallas det färgade band som uppkommer när vitt ljus passerar ett prisma?
Spektrum.
12. Vi tänker oss att ögat får blanda alla färger i spektrum. Vilken färg blir det då?
Vitt ljus.
13. Titta på bilden. Antag att de fyra strålarna föreställer gult, blått, rött och grönt. Vilken stråle motsvarar
vilken färg?
A = Rött
B = Gult
C = Grönt
D = Blått
14. Vad är ozonskiktet?
Det är ett skikt i atmosfären som innehåller gasen ozon. Detta skikt ska skydda oss från ultraviolett
strålning då större delen av denna strålning reflekteras mot ozonskiktet i sin färd in mot jorden.
15. Vad menas med polariserat ljus?
Det är ljus som svänger i endast en riktning.
16. Varför är det bra med polaroidglasögon?
De tar bort besvärande reflexer.
17. En svart yta reflekterar inget ljus alls. Förklara hur man då kan se den.
Den svarta ytan syns därför att man ser det som är runt omkring och som inte är svart.
18. Om man sänder en laserstråle till månen och låter den reflekteras i en spegel så är den tillbaka på jorden
efter 2,5 s. Beräkna hur långt det är till månen. Avrunda till tiotusentals kilometer.
Det tar halva tiden för den att nå månen, dvs t = 2,5/2 = 1,25 s
v = 300 000 km/s
s = v · t = 1,25 · 300 000 = 375 000 km.
Avståndet från jorden till månen är ca 380 000 km.

19. Växter är mestadels gröna. Vilken färg skulle de ha för att samla så mycket som möjligt av solens energi?
Varför tror du inte att växterna har den färgen? Vad tror du skulle hända om man belyste några växter
med grönt ljus?
Energin som motsvaras av den gröna våglängden kan inte absorberas av växtens klorofyll. Därför
reflekteras det gröna ljuset och växten ser grön ut. Om växten kunde bygga ett klorofyll som tog upp alla
våglängder skulle den se svart ut. Men än så länge finns det ingen växt som kan det. En svart växt skulle
även behöva mer vatten för att inte torka ut på grund av värmen. Om man belyser en växt med grönt ljus
skulle fotosyntesen inte fungera speciellt bra eftersom klorofyllet har svårt att absorbera den gröna
våglängden.
Testa dig själv 9.5
1. Ge tre exempel på strålningsenergi.
Ljus, ultraviolett strålning och infraröd strålning är tre exempel på strålningsenergi.
2. Hur lagras strålningsenergi i växterna?
Växterna tar upp solens strålningsenergi och binder den i druvsockermolekyler. Det kallas fotosyntes.
3. Hur kan växter och djur frigöra den lagrade energin?
Växter och djur kan frigöra den kemiska energin genom att sönderdela ämnena. Det kallas förbränning.
C6H12O6 + O2 → CO2 + H2O + energi