Denna våg är. A. Longitudinell. B. Transversell. C. Något annat

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Denna våg är. A. Longitudinell. B. Transversell. C. Något annat"

Ludvig Ström
för 8 år sedan
Visningar:

1 Denna våg är A. Longitudinell B. Transversell ⱱ v C. Något annat l

2 Detta är situationen alldeles efter en puls på en fjäder passerat en skarv A. Den ursprungliga pulsen kom från höger och mötte en lättare fjäder B. Den ursprungliga pulsen kom från vänster och mötte en tyngre fjäder C. Den ursprungliga pulsen kom från vänster och mötte en lättare fjäder ⱱ

Den ursprungliga pulsen kom från höger och mötte en lättare fjäder B.

3 Vid reflektion av en rak våg gäller A. RA = RB sina B. sina = sinb ⱱ C. sina = cosb

4 A. Här är v 2 > v 1 B. Här är v 1 > v 2 ⱱ C. Här är v 1 = v 2

5 Vågor från två punktkällor L A. Vid linjen L är amplituden störst eftersom vågorna förstärker varandra. B. Vid linjen L är amplituden minst, eftersom vågorna tar ut varandra. C. Amplituden är lika stor överallt eftersom energin bevaras. ⱱ

6 Om man minskar frekvensen på en svängande sträng, kommer A. farten på vågutbredningen att minska B. våglängden att öka C. amplituden att minska ⱱ

7 Stående våg: Två vågor av samma våglängd och samma amplitud, men rör sig åt olika håll Regel: Där två toppar är samtidigt (vid något tillfälle) blir det en buk. Där en topp sammanfaller med en dal (vid något tillfälle) blir det en nod nod buk

8 Vid nodlinjerna är intensiteten noll

9 Brytning (refraktion) tätare tunnare tätare tunnare Vinkeln a till gränslinjen är samma som infallsvinkeln i till normalen, alltså a = i (och b = b). Vi hade förra gången härlett sina = sin b sin i sin b, och eftersom v 1 = f l 1 och v 2 = f l 2 kan brytningslagen skrivas. l1 l Brytningen sker mot normalen i det tätare området. = 2 sin i v = sin b v 1 2

Vi hade förra gången härlett sina = sin b sin i sin b, och eftersom v 1 = f l 1 och v 2

10 Stråloptik Utbredning av ljus Reflektion av ljus Ljusbrytning Totalreflektion

11 Ljusets utbredning Ljuset utbreder sig rätlinjigt. Från varje punkt på en ljuskälla utgår ett divergent strålknippe. För ljuskällor på långt avstånd (t.ex. solen) är ljusstrålarna nästan parallella.

12 Föremål som är i vägen för ett strålknippe ger upphov till en skugga. Genom brytning av ljus i en lins kan ett divergent ljusknippe fokuseras och bli parallellt eller konvergent. Omvändingen kan också ske (det går alltid att i princip byta riktning på strålarna genom en lins).

fokuseras och bli parallellt eller konvergent.

13 En blank metallyta eller t.ex. en spegelblank sjö ger upphov till spegling eller reflektion. Reflektionslagen: Reflektionsvinkeln är lika med infallsvinkeln. r = i Strålarna och spegelns normal ligger i samma plan.

14 Diffus reflektion: Parallella strålar som träffar en skrovlig yta reflekteras åt alla håll.

15 Regelbunden reflektion: Vid en plan yta (t.ex. en spegel) reflekteras de parallella strålarna åt samma håll.

16 Avbildning i en plan spegel

17 Parabolisk spegel

18 Konvex spegel Konvexa speglar används bl.a. i backspeglar till bilar och bussar

19 Ljusbrytning Ett transparent (genomskinligt) medium karaktäriseras av ett brytningsindex, n. n = ljushastig heten i vakuum ljushastig heten i mediet = c v = v m/s n är alltid större än 1, t.ex. glas har n 1,4 1,6; vatten har n 1,33; diamant har n 2,4. (Överkurs: En snabb partikel kan röra sig snabbare än ljuset i ett medium, t.ex. vatten som har n = 1,33. Då bildas en överljusbang precis som något som rör sig fortare än ljudet ger en överljudsbang. Detta används av forskare vid Fysikum för att detektera snabba partiklar vid Sydpolen - IceCube-experimentet.)

glas har n 1,4 1,6; vatten har n 1,33; diamant har n 2,4. (Överkurs: En snabb partikel kan röra sig snabbare än ljuset i ett medium, t.ex.

20 Ljusbrytning i gränsytan mellan två genomskinliga ämnen Vi har lärt oss att i = r, men hur stor är brytningsvinkeln b? Ett ämnes brytningsindex n talar om hur snabbt ljuset rör sig genom mediet, n = hastigheten i vakuum/hastigheten i mediet. I vakuum eller i luft har ljuset farten c = m/s. Genom vatten går ljuset betydligt långsammare och n vatten = 1,33. n är omvänt proportionellt mot hastigheten, n = c v

Ett ämnes brytningsindex n talar om hur snabbt ljuset rör sig genom mediet, n = hastigheten i

21 Ljusbrytning

22 Brytningslagen: Vi hade v sin sin sin i v1 sin b 2 = i = b v v 1 2 eller medium 1, n 1 c n 2 c sin i = sin b vilket ger n n 1 sin i n2 1 = sin b medium 2, n 2 Ett ämne som har högt brytningsindex kallas optiskt tätare än ett med lågt.

23 Ibland får man många strålar av en enda infallande stråle: luft Strålen som passerar igenom är parallellförflyttad och har förlorat i intensitet (eftersom två reflekterade strålar också har bildats)

24 Totalreflektion kan inträffa då ljus går från ett optiskt tätare ämne mot ett optiskt tunnare. Villkor för gränsvinkel g: n sin( g ) = n 2 1 (obs att n 2 < n 1 krävs)

25 Ljusstudsare (rätvinkligt prisma)

26 Fiberoptik bygger på totalreflektion Fiberoptiken ligger bakom i stort sett all telefoni, samt internet

27 Sammanfattning Ljus utbreder sig rätlinjigt i ett homogent medium När ljus reflekteras är reflektionsvinkeln och infallsvinkeln lika stora. När ljus bryts i gränsytan mellan två medier gäller brytningslagen n 1 sini = n 2 sinb Gränsvinkeln för totalreflektion från ett tätare till ett tunnare medium ges av sambandet sin(g) = n 2 /n 1, (obs att n 2 < n 1 krävs)

28 Clickersfrågor

29 Tänk dig att du på kortast möjliga tid ska springa mellan P och Q. Vilken väg väljer du? Asfalt ⱱ Lös sand

30 Var tycker observatören O att spegelbilden av föremålet S är belägen? ⱱ

31 En observatör vid O tycker fisken ser ut att simma A. djupare än P B. på det sanna djupet P C. grundare än P ⱱ

33 Simulering bending-light_sv.jar

Relevanta dokument

Optiska ytor Vad händer med ljusstrålarna när de träffar en gränsyta mellan två olika material?

1 Föreläsning 2 Optiska ytor Vad händer med ljusstrålarna när de träffar en gränsyta mellan två olika material? Strålen in mot ytan kallas infallande ljus och den andra strålen på samma sida är reflekterat