Hur gör man. Stick in handen i den skålformade spegeln och hälsa på dig själv! Så fungerar det

Transkript

1 8. Spökhanden Hur gör man Stick in handen i den skålformade spegeln och hälsa på dig själv! Så fungerar det I en vanlig (plan) spegel ser spegelbilden ut att befinna sig en bit bakom spegelytan, men när du sticker in din hand i den här spegeln ser det ut som om en spökhand kommer ut från spegelns inre för att hälsa på dig. Det beror på att just den här spegeln är halv-sfärisk. Ordet sfär betyder rundad yta, så en halvsfär ser alltså ut som en itu sågad boll. Har du läst om speglar under Spegla dig! så vet du att allt du ser är ljus. Att du kan se din hand beror på att ljuset studsar på handen och in i ögat. Man kan också låta ljuset från handen reflekteras mot en spegel innan det träffat ögat. Då ser man handens spegelbild istället. För att förstå vad som händer med ljuset då det träffar den halvsfäriska spegeln måste man kunna lite om optik och strålgång. En halvsfärisk spegel har en punkt som kallas fokus. Alla strålar som faller rakt in mot spegeln reflekteras så att de kommer tillbaka genom fokus.

2 Därför vet vi att en ljusstråle som går rakt från ditt finger in mot halvsfären (ljusstråle 1 i figuren) reflekteras tillbaka genom fokus. Man kan använda den här regeln baklänges också. En stråle som går från fingret rakt mot fokus (ljusstråle 2 i figuren) kommer ut rakt från spegeln. Om du tittar på bilden ser du att de två strålarna skär varandra framför spegeln. Där kommer alla ljusstrålar från den punkt vi tittar på att skära varandra. Det är där du ser spökhandens lillfinger! Varje punkt på handen avbildas på samma sätt i en punkt framför spegeln så att du ser en spegelbild som ser ut precis som en riktig hand!

3 Prova själv Om du lyser på din hand med en liten ficklampa kommer det bli en liten ljus punkt på spökhanden, på samma ställe som på din. Men vad händer på din hand om du lyser på spökhanden istället? Mer Buktiga speglar används lite varstans. Backspegeln på en bil buktar lite utåt för att man ska kunna se så mycket som möjligt av trafiken bakom sig i den. En sådan spegel kallas konvex. De ger en rättvänd, förminskad bild av omgivningen. Prova själv genom att spegla dig i baksidan av en vanlig sked! Om du vänder på skeden får du en konkav spegel. Det var en sådan du använde för att hälsa på dig själv, fast den spegeln var mycket större och djupare än skeden. En konkav spegel kan ge två sorters bilder. Om man är långt ifrån spegeln ser man sig själv förminskad och upp och ner. När man kommer nära blir bilden istället rättvänd och förstorad. Ofta har små smink- och rakspeglar en konkav sida så att ansiktets spegelbild förstoras.

4 9. Fånga grisen! Hur gör man Ser du grisen ovanpå det svarta tefatet? Ställ dig så att du ser den perfekt, och försök sedan fånga grisen! Så fungerar det Tefatet består av två konkava speglar vända mot varandra. I den övre spegeln har man borrat upp ett hål. Kommer du ihåg från Spökhanden / Mer att konkava speglar har ett fokus? Det finns en bra regel att minnas för konkava speglar: Ljusstrålar som går rakt in mot en konkav spegel reflekteras tillbaka genom fokus. Man kan också vända på regeln och säga att: Ljusstrålar som kommer genom fokus mot en konkav spegel reflekteras tillbaka rakt ut. Nu har man satt ihop de två konkava speglarna så att den övre spegelns fokus ligger mitt i botten på den undre spegeln, och den undre spegeln har sitt fokus mitt i hålet på den övre. Vad händer nu när man ställer ner grisen mitt i botten av den undre spegeln?

5 Jo, nu står grisen i den övre spegelns fokus, så allt ljus från grisen kommer att reflekteras tillbaka rakt ut från den övre spegeln. Ljuset från grisen kommer därför att falla rakt ner mot den undre spegeln. Ljus som kommer rakt mot en konkav spegel reflekteras tillbaka genom fokus, och den undre spegelns fokus ligger ju mitt i hålet på den övre spegeln. Först nu går strålarna ihop till en punkt igen och vi ser en tredimensionell spegelbild av grisen. Ögonen kan inte skilja på en riktig gris och en spegelbild av en gris, för allt de ser är ljuset från grisen. (Men händerna kan lätt avgöra vad som är vad!) Prova själv Titta ner på den riktiga grisen. Åt vilket håll är den vänd? Varför är spegelgrisen vänd åt andra hållet? Svaret är inte så lätt. Det är bara mitten av grisen som står precis i den övre spegelns fokus. Allt som är lite till höger om fokus kommer lite till vänster i spegelbilden och tvärtom. Nu ska vi göra ett tankeexperiment. Du är en stor magiker och du har lovat att trolla bort en farlig tiger framför hela publikens ögon. Din assistent har skaffat två jättestora, konkava speglar och stängt in tigrarna och en stor lampa mellan dem. Du står uppe på scenen med din trollstav medan assistenten retar tigern därnere så att den ser ut att anfalla dig. Hur gör du för att trolla bort tigern?

6 (Svaret kan du läsa här, om du tar bort alla x och z ur orden: Zsxzläxckxxezr zlxamxpzzazxn! )

7 7. Spegla dig! Hur gör man Ställ dig framför spegeln. Är din spegelbild verkligen lika stor som du? Fyll i spegelbildens konturer med en white-board-penna och jämför storleken på era huvuden! Rita i din spegelbilds mun och mät om den är lika bred som din. Ta några steg bort från spegeln och be en kompis mäta bredden på din spegelbilds mun igen. Har den ändrats? Så fungerar det Din spegelbilds huvud är faktiskt alltid hälften så stort som ditt, och munnen är alltid hälften så bred som din! Oavsett om du står nära eller långt bort från spegeln. För att förstå det här måste man lära sig lite om speglar och ljus. Vi tar det i tre steg: 1. Våra ögon behöver ljus för att se. När ljuset faller på ditt finger kommer det att reflektera ljus som sprids åt alla håll. Först när en ljusstråle når ditt öga ser du fingret. 2. Spegeln är gjord så att den reflekterar allt ljus som faller på den. Om du håller upp fingret framför den kommer ljusstrålar från fingret att studsa mot spegeln. Eftersom strålarna från fingret far ut åt alla håll finns det alltid en stråle som studsar precis så att den träffar dina ögon på tillbakavägen. Då ser du fingret igen genom spegeln. 3. Nu mäter vi avståndet mellan två olika punkter, en under din haka (punkt A) och en ovanför din panna (punkt B). Precis som fingret reflekterar de här två punkterna ut ljus åt alla håll. Därför kommer en ljusstråle från punkt A träffa spegeln som reflekterar den just så att den hamnar i ditt öga. Likadant blir det med en ljusstråle från punkt B. Men det här hänger inte hjärnan med på. Istället tänker den sig att ljuset kommer rakt mot ögat, från punkter bakom spegeln. Vi har ritat ut hjärnans tolkning som streckade linjer. Då ser spegelbilden ut att vara lika stor som vi själva, fast ligga en bit bakom spegeln. Men tittar du noga ser du att på själva spegelytan är avståndet mellan ljusstrålarna från punkterna A och B bara hälften så stort som i verkligheten. Alltså, din spegelbilds huvud blir bara hälften så stort som ditt!

8 Prova själv Ta en liten fickspegel och håll den på nästan en armlängds avstånd. Hur mycket av dig själv ser du i den? Kan du se mer av ditt ansikte om du för den närmre eller längre ifrån dig? Eller är det så att du behöver en större spegel? (Svaret kan du läsa här, om du tar bort alla x och z ur orden: Dxetx bezxhöxvs exnz xzstxörxre szpxexgel zföxr aztt zsxe mxerx zavx axznxsxiktext. Nzcär dxu baxckzxar xezllzer kzoxmxmer nxxäxrmxre gxörx zspexgxelbixldexn lzikxadxzantz, mxzen zspxezzgelxzbilzdxen zäxndzrxarz alzzdrzig szxtxorlzezk! ) Hur stor är den minsta spegel där du fortfarande kan se dig själv i helfigur? Mer Lite spegel historik! Speglar har alltid fascinerat människor. De äldsta speglarna har man funnit i egyptiska gravar. De är gjorda av koppar och är ungefär 4900 år gamla. Senare använde man speglar av polerad brons. År 1270 uppfanns glasspegeln av en munk i England. Leonardo da Vincis använde speglar till mycket. Många av hans anteckningar är skrivna med så kallad spegelskrift, det vill säga med spegelvända bokstäver som ser rätt ut i en spegel! Det var för att göra det svårare för andra att stjäla hans idéer. På 1800-talet började man göra speglar med den metod som fortfarande används. Man belägger en glasskiva med ett tunt lager silver eller aluminium som reflekterar ljuset.