Lys 1

Hvorfor lære om lys? | Hvad er lys?Hvordan udbreder lyset sig? | Hvor hurtigt?Hvordan? | Hvordan kan vi styre og kontrollere lys? | Spejle | Linser | Luppen (forstørrelsesglasset) | Farver | IR-lys | UV-lys | Laser | Hvad man dog kan, hvis man ved nok om lys

 

Hvorfor lære om lys?

For det første spiller sollys en altafgørende rolle for livet på kloden, og for det andet betyder vort syn meget. For det tredje er der en mængde spændende fænomener, forskere har opdaget, og som bliver udnyttet i vores hverdag. Det gælder fx laserlys, der kan skære gennem tykke stålplader, og som man kan lave tredimensionale billeder med (hologrammer). Det gælder lysbilleder og film, briller, der automatisk bliver mørke i sol - og meget, meget mere.

 

Hvad er lys?

Lys er en form for energiudstråling, der kaldes elektromagnetisk stråling. Det er i familie med radiobølger, mikrobølger og røntgenstråler. Lys er blot den del, vi kan se, de andre typer elektromagnetisk stråling er usynlige. Vi kan også sige, at lys er den del, der kan lave en regnbue.

Hvordan udbreder lyset sig?

Hvor hurtigt?

Den danske videnskabsmand Ole Rømer målte i 1676 - som den første i verden - lysets hastighed. Han gjorde det ved at studere Jupiter og dens måner. Nu kan man måle den i laboratorier, og i lufttomt rum (vakuum) er den 299.792.458 m/s - vi plejer at afrunde til 300.000 km/s.

Der er 150.000.000 km fra solen til jorden, så det tager 500 sekunder eller ca. 8 minutter for solens lys at nå jorden. Hvis solen med et trylleslag forsvandt, ville vi først opdage det 8 minutter senere!

 

Hvordan?

Lyset udbreder sig i rette linier, indtil det rammer noget, der kan ændre dets bane. Vi kalder disse linier for lysstråler.

 

Hvordan kan vi styre og kontrollere lys?

Der er tre grundlæggende måder at kontrollere lys på:

bulletMan kan bremse (opsuge, absorbere) det.
bulletDet kan kastes tilbage (reflekteres, spejles).
bulletMan kan afbøje det.

Når lyset bremses, kommer der en skygge bag ved den genstand, der bremser det.

Lyset kan reflekteres fra en hel metalblank flade, som vi kender det fra spejlet. Men det kan også helt eller delvist kastes tilbage fra andre flader.

Det er det, der gør, at vi kan se tingene omkring os. Lyset fra en pære eller solen rammer vore omgivelser, og det billede, vi ser, består af lys og skygger forårsaget af disse flader.

Når lyset går fra ét gennemsigtigt materiale til et andet, som på tegningen herunder fra vand til luft, ændres dets hastighed. Det resulterer i, at det afbøjes ("knækker", skifter retning). Det kender du, når du ser en ting foran dig under vandet, så ligger det ikke der, hvor det ser ud til at ligge.

 

Med spejle, prismer og linser udnytter vi lysets refleksion og afbøjning i optiske apparater som mikroskopet, kikkerten og fotografiapparatet.

Spejle

Når vi skal vise lysstrålernes gang i forbindelse med spejle og linser, er et stearinlys godt at bruge, både til forsøg og på tegninger.

 

Fra flammen udsendes lysstråler retlinet i alle retninger. Den del  af strålerne, der rammer Freds øjne, kommer i lige linie fra flammen

 

Lysstrålen fra flammespidsen rammer skråt ind i spejlet, bliver kastet 
tilsvarende skråt i modsat retning og rammer Freds øjne. Han ser det, som kom lyset fra et sted bag skærmen.

Vore daglige erfaringer siger os, at lyset bevæger sig i lige linie fra genstand til øje. Derfor synes vi også, genstanden er bag ved spejlet, selv om vi ved, at det ikke passer, fordi spejlet hænger på en væg.

Linser

Linser afbøjer lys på en forudsigelig måde. Derfor er der linser i de fleste apparater, der gør brug af lyset eller som kontrollerer det.

Der er to grundformer for linser:

Samlelinsen (den konvekse linse, eller + linsen), der kan samle lyset i fokus- brændpunktet. 

Samlelinsen kalder man også et brændglas, fordi man kan samle solens lys med den og antænde et stykke papir

 

Spredelinsen (den konkave linse, eller - linsen), der spreder lyset:

Ofte kobler man linser af de to slags i et linsesystem for at få de skarpeste billeder i de apparater og instrumenter, der udnytter lyset (optiske apparater). Linsesystemet, objektivet, på et godt fotografiapparat har måske 5-6 linser, og i et almindeligt videokamera er der typisk 13, mens et professionelt kan have 40 linser i objektivet.

For at lave fine linser, der giver skarpe billeder, beregnes de på computer. Det kræver nemlig milliarder af udregninger!

 

Luppen (forstørrelsesglasset)

Luppen er det simplest tænkelige optiske "apparat". Med det afbøjes lyset, så vi snydes til at se en forstørret udgave af en genstand (et objekt).

I andre og mere komplicerede optiske apparater, som kikkerten og mikroskopet, udnyttes den samme grundlæggende ide om at snyde vores syn ved at afbøje lysstråler i linsesystemer og få det til at se ud som om, tingene er større, end de faktisk er.

Farver

Når sollyset eller lyset fra en el-pære falder på kanten af et drikkeglas, kan man være heldig at se flotte "regnbuefarver" deri. Hvis vi i stedet for bruger et glasprisme, og slipper en stribe lys gennem dét, kan vi få et særdeles flot "regnbuebillede" (et spektrum) på et stykke hvidt papir.

Man kan altså splitte hvidt lys op i alle regnbuens farver ved at lade det afbøje i et prisme. 

Ved den rigtige regnbue fungerer de små vanddråber i luften som en slags prismer.

Når du ser flotte regnbuefarver i en cd eller i en vandpyt med lidt olie på, er det også det hvide lys, der spaltes op. Her skyldes opspaltningen bare ikke brydning, men et fænomen, der kaldes interferens.

Lysstofrør spejlet i cd

Hvidt lys består i virkeligheden af alle regnbuens farver i en skøn blanding.

IR-lys

Spektrets røde farve bliver mørkere og mørkere opefter og forsvinder til sidst. Den går faktisk over i infrarødt lys (IR-lys), som er usynligt for vore øjne. IR-lys bruges i mange sammenhænge, men er nok mest kendt i fjernbetjeningen til tv, video osv. Det kaldes også varmestråling, fordi alle varme genstande udstråler meget IR-lys, som man fx kan fotografere med en særlig film i sit kamera - så kan man fotografere i mørke!

UV-lys

Under spekterets violette farve er det usynlige ultraviolette lys (UV-lys). Det er det, der gør os solbrændte og som bruges i laserprintere og kopimaskiner. Men det er også noget, hverken planter, dyr eller mennesker tåler for meget af. Solen udstråler meget UV-lys, men det meste bremses af ozonlaget højt oppe i atmosfæren - desværre ser det ud til, at vi er ved at ødelægge dette beskyttende lag ved at udlede en række luftarter, der nedbryder det!

Laser

Sender vi en rød laserstråle gennem et prisme, vil den nok blive brudt, men den er stadig rød på den anden side. Den består altså ikke af en blanding af forskellig farver.

Laserlys har bl.a. disse egenskaber:

bullet

Det kan koncentreres i en meget tynd stråle og lyse over meget lange afstande - fx til månen og ramme et spejl og hjem til jorden igen

bullet

Laserstrålen kan indeholde så meget energi, at den kan skære gennem tykke stålplader

bullet

"Laserpistoler" kan bruges til at aflæse stregkoder i butikker mv.

bullet

Laserlys kan sendes gennem lyslederkabler (glastråde) og overføre information, fx tv- og computersignaler

bullet

Med laserlys kan man lave hologrammer, 3-D billeder

 

Hvad man dog kan, hvis man ved nok om lys

Man kan

bullet

få lys til at lave kemiske ændringer (fotografier, film, hologrammer)

bullet

rette (korrigere) dårligt syn (briller)

bullet

se fjerne ting (kikkert)

bullet

se små ting (lup, mikroskop) 

bullet

se i mørke (kikkert, der kan opfange infrarødt lys (IR-lys))

bullet

skære og bore i tykke stålplader (laser)

bullet

operere uden blødninger, fx øjenoperationer (laser)

bullet

lave elektricitet ud af lys (solceller)

bullet

behandle informationer (kopimaskine, TV, skanner, computer, telefon)

bullet

gemme informationer (CDere, hologrammer)