ACIT OCH KOMMENTARER TESTA DIG SJÄLV, INALEN OCH PERSPEKTIV 361
5. L J US ACIT TILL TESTA DIG SJÄLV Testa dig själv 5.1 örklara begreppen ljuskälla Ett föremål som ger ifrån sig ljus, till exempel brinnande stearinljus eller solen. reflektera När ljus studsar från ett föremål. normal En linje som är vinkelrät mot ytan där en ljusstråle träffar spegeln. infallsvinkel Vinkeln som bildas mellan den infallande ljusstrålen och normalen. reflektionsvinkel Vinkeln som bildas mellan den reflekterade strålen och normalen. konvex spegel En spegel som buktar utåt. konkav spegel En spegel som buktar inåt. brännpunkt Den punkt där ljusstrålar skär varandra efter att de reflekterats i en konkav spegel. brännvidd Avståndet mellan spegeln och brännpunkten. 1. Stearinljus och glödlampor är ljuskällor. Ljusets infalls- och reflektionsvinkel 6:4 2. a) Bilden blir oförändrad. b) Bilden blir förminskad. c) Bilden blir förstorad. 3. a) Konkava speglar används till exempel till smink- och rakspeglar. b) Konvexa speglar används till exempel i gatukorsningar och som backspeglar i bilar. 4. i = infallsvinkel r = reflektionsvinkel i r normal 5. öremålen träffas av ljus från någon ljuskälla. Ljuset reflekteras och en del av det reflekterade ljuset når våra ögon. Det är därför vi ser föremålen runt omkring oss. 6. Vi kan se vatten trots att det är genomskinligt eftersom en del av det ljus som träffar vattnets yta reflekteras. 362
7. a) Konkav spegel b) = Brännpunkt, fokus c) 6 mm 8. a) Konvex spegel b) c) 3 mm 9. a) Lampan är placerad i brännpunkten. b) 363
(Uppgift 10-11 endast grundboken) 10. 11. a) r i i r b) 364
5. L J US Testa dig själv 5.2 örklara begreppen ljusets brytning Ljus bryts och ändrar riktning när det går från ett medium till ett annat. tätare ämnen Ämnen med högre densitet. optisk fiber Tunna trådar av glas som används till att skicka ljussignaler igenom. konvex lins En konvex lins samlar ihop inkommande strålar. konkav lins En konkav lins sprider inkommande strålar. verklig bild En bild som kan fångas upp på en skärm. skenbild En bild som inte kan fångas upp på skärm men som kan ses genom linsen. 1. i b 2. Det beror på att ljuset har lägre hastighet i glas än i luft. 3. A, C och E 4. a) Spridningslins eller negativ lins b) Samlingslins eller positiv lins 5. Konvex lins 6. b luft i i r vatten 365
7. I en optisk fiber utnyttjar man att ljus totalreflekteras i glas. Om ljuset kommer in i fibern med rätt vinkel studsar det fram och tillbaka mot glasets yta tills det kommer ut på andra sidan fibern. 8. a) Konvex lins b) 1,5 cm c) 9. = Brännpunkt, fokus 10. a) Den är upp- och nervänd. b) Bilden blir större. 11. En verklig bild kan fångas upp på en skärm, medan en skenbild inte kan det. (Uppgift 12 13 endast grundboken) 12. Ljuset bryts i vattenytan. Eftersom ögat tror att ljuset går rakt fram upplever vi det som att fisken är närmare vattenytan än vad den egentligen är. luft vatten 366
13. a) b) 367
5. L J US Testa dig själv 5.3 örklara begreppen lupp En lupp, eller ett förstoringsglas som det också kallas, är det enklaste optiska instrumentet. objektiv Objektivet är en konvex lins som ger en bild av ett föremål. okular Okularet är en konvex lins som förstorar den bild som objektivet skapat. slutare Öppnar och stänger ljusinsläppet i kameran. bländare Varierar kameraöppningens storlek. närsynthet Med närsynthet ser man bra på nära håll, men inte på långt håll. översynthet Med översynthet ser man bra på långt håll, men inte på nära håll. 1. a) Pupillen b) Ögonlocket c) Näthinnan 2. Konvexa linser 3. Bilden i en astronomisk kikare är upp- och nervänd medan den är rättvänd i en prismakikare. 4. a) Konvex lins b) örminskad c) Upp- och nervänd. 5. Kameran är öppen och släpper in ljus i 0,01 sekunder. 6. a) Närsynthet b) Det kan avhjälpas genom att man använder glasögon med konkava glas. 7. Objektivets uppgift är att ge en bild inuti kikaren av det man tittar på. Okularet förstorar sedan bilden som bildats av objektivet. 8. Ägaren till de vänstra glasögonen är närsynt medan den som bär de högra glasögonen är översynt. (Uppgift 9 endast grundboken) 9. +5 368
5. L J US Testa dig själv 5.4 örklara begreppen spektrum När vitt ljus passerar genom en tresidig glasprisma delar ljuset upp sig i sju olika färger ett spektrum. elektromagnetisk strålning Ett gemensamt namn för strålning av samma slag som synligt ljus. Några andra exempel på elektromagnetisk strålning är UV-strålning och infraröd strålning. ozonskiktet Ett tunt lager av ozon (O3) som finns naturligt runt jorden. polariserat ljus Ljus som svänger endast i en riktning. laser En speciell sorts elektromagnetisk vågrörelse med vågor av en och samma våglängd. 1. 14 mm 2. Vitt ljus 3. Ultraviolett strålning (förkortas UV-strålning) 4. Laser används bland annat inom sjukvården och vid hastighetsmätning. 5. A: rött B: gult C: grönt D: blått 6. En regnbåge uppkommer när ljusstrålar från solen bryts och reflekteras i vattendroppar i luften. 7. När ett lingon träffas av ljus från solen reflekteras endast den röda färgen, medan övriga färger absorberas. Den röda färgen träffar ögat och vi uppfattar lingonet som rött. 8. De tar bort besvärande reflexer av polariserat ljus, vilket kan vara bra vid till exempel bilkörning. 9. Den svarta ytan syns därför att man ser det som är runt omkring den svarta ytan. 10. Det ljus som reflekteras i till exempel en sjö blir polariserat. Det svänger bara i en riktning. Ett par polaroidglasögon släpper inte igenom polariserat ljus, utan bara en del av det opolariserade ljuset. (Uppgift 11 endast grundboken) 11. 1,25 300 000 km = 380 000 km 369
5. L J US Testa dig själv 5.5 1. Ljus, ultraviolett strålning och mikrovågor är tre exempel på strålningsenergi. 2. Växterna tar upp solens strålningsenergi och binder den i druvsockermolekyler. Det kallas fotosyntes. 3. Växter och djur kan frigöra den kemiskt bundna energin genom att sönderdela ämnena i födan, till exempel druvsocker. Det kallas förbränning. 370
5. LJUS 5. LJUS PERSPEKTIV RÅGA Sveriges digitala strategi På vilket sätt tror du att IT-strategin Regeringen har fattat flera beslut om IT-utvecklingen kommer påverka i landet. I Sveriges digitala strategi är målen: samhällets att Sverige ska ha bredband i världsklass. utveck ling? alla hushåll och företag bör ha goda möjligheter Varför tror du att att använda sig av elektroniska samhällstjänster regeringen har fattat och service via bredband. ett sådant här beslut? att 90 % av alla hushåll och fasta verksamhetsställen bör ha tillgång till 100 Mbit/s senast år 2020. Källa: IT i människans tjänst en digital agenda för Sverige OPTISKA IBRER TILL ALLA RÅGA Hur tror du att myndigheter kommer använda internet i framtiden? Internet en demokratifråga örsök komma på några nya sätt som internet kan användas till Att enkelt kunna söka, hitta och läsa information på internet är en viktig del av att vara för att öka demokratin i Sverige? medborgare i Sverige idag. Mycket av informationen från de olika politiska partierna finns på internet. Men hjälp av internet kan alla idag mycket enklare och snabbare än tidigare ta del av politiska diskussioner och beslut som leder fram till nya lagar. Kommuner, landsting och riksdag har alla bra hemsidor där vi som medborgare kan ta del av och påverka det politska arbetet. De flesta myndigheter lägger dessutom ut all sin information och alla blanketter på internet så att man kommer åt dem från vilken dator som helst med internetuppkoppling. När slutar din sladdtelefon att fungera? Statliga televerket har byggt det telenät av koppar- ramtidens internet ledningar som idag håller på att bli för gammalt. Idag ägs nätet av TeliaSonera. År 2000 var omkring 6 miljoner hushåll anslutna till kopparnätet och hade en så kallad fast telefon hemma. År 2010 var siffran 3,7 miljoner och år 2025 kommer gissningsvis bara 1 2 miljoner hushåll vara anslutna till kopparnätet. ler och fler går över till att ringa via bredband (IPtelefoni) eller bara med mobiltelefon. Utvecklingen gör att det blir svårare att få tag på reservdelar till det gamla nätet. Det kommer i sin tur leda till att det kommer att stängas ner på många håll i landet. När man går från sladdtelefonen till mobila telefoner skapas en del problem med olika slags specialtjänster. Inbrottslarm och trygghetslarm för äldre människor fungerar ibland inte fullt ut med trådlösa system, vilket skapar otrygghet. RÅGA Är ditt hem fortfarande anslutet till kopparnätet? Är det bra eller dåligt att det fasta telefonnätet på sikt försvinner? Vem anser du har ansvaret för att inbrottslarm och trygghetslarm ska fungera? Vem har ansvaret för att det ska gå att ringa 112 från hemmet? Idag används både kopparkablar och fiberkablar samt trådlös teknik för att skicka information över internet. Men när kopparnätet pensioneras kommer all kommunikation ske antingen via fiberkablar eller via trådlös teknik. ler och fler prylar blir uppkopplade mot internet. Redan idag finns det till exempel kylskåp som via internet kan tala om när det saknas varor så att du vet vad som ska köpas. I framtiden kommer vi få se fler exempel och nya användningsområden som vi bara kunnat drömma om. RÅGA Varför hoppar vi inte över fiberkablar och satsar allt på trådlös kommunikation? Vilka saker kommer att vara uppkopplade mot internet i framtiden? Hur kommer det att påverka våra liv? Tycker du att det känns spännande eller läskigt? 152 153 PERSPEKTIV - OPTISKA IBRER TILL ALLA På vilket sätt tror du att IT-strategin kommer påverka samhällets utveckling? Om vi ser tillbaka på utvecklingen under 1900-talet kan vi konstatera att vi människor reser mer och kommunicerar mer än någonsin. Inte minst utvecklingen av nya medier, nya apparater som smarta telefoner samt nya distributionssätt har varit extrem snabb under de senaste decennierna. Vi som bor i Sverige, som ligger långt norrut på jordklotet, har stor nytta och kommer ha än större nytta av den här utvecklingen. Den hjälper oss att komma närmare andra delar av världen, vilket är synnerligen viktigt för att vi fortsatt ska kunna ha bra skolor, bra sjukvård och bra liv i Sverige. Varför tror du att regeringen har fattat ett sådant här beslut? ramför allt för att Sverige som land även fortsättningsvis ska kunna konkurrera med övriga delar av världen, trots att vi är ett litet land med relativt litet antal invånare. Är ditt hem fortfarande anslutet till kopparnätet? Be eleverna fråga hemma, om de inte vet. Är det bra eller dåligt att det fasta telefonnätet på sikt försvinner? örsök få eleverna att dela upp argument för respektive mot så att hela gruppen får en bättre helhetsbild. Vem anser du har ansvaret för att inbrottslarm och trygghetslarm ska fungera? Här kanske flera elever är osäkra på av trygghetslarm är. råga om någon elev känner en äldre person som har trygghetslarm. Be dem förklara hur det fungerar, om möjligt. ortsätt gärna och fråga om 112, vem ringer man egentligen osv. 371
Vem har ansvaret för att det ska gå att ringa 112 från hemmet? SOS Alarms huvuduppgift är att svara för nödnumret 112 så att alla kan nå räddningstjänsten i form av polis, brandkår och ambulans. SOS Alarm har även en viktig roll i samhällets krisberedskap. SOS Alarm ägs till 50 % av staten (genom inansdepartementet) och till 50 % av Sveriges kommuner och landsting via SKL öretag AB. Men att man ska kunna ringa 112 från hemmet, det ligger på den enskildes ansvar. råga hur eleverna ser på situationen om fast telefoni inte längre finns till en fastighet och mobiltelefonens tjänster inte fungerar för att t ex larma hemtjänsten. Hur tror du att myndigheter kommer använda internet i framtiden? Sannolikt genom att erbjuda mer information och service, men också att följa upp och granska att de skattemedel som används inte missbrukas. Om en lantbrukare har sökt bidrag för att lägga marken i träda, är det verkligen så? Med satellitbilder och internet kan missbruk avslöjas redan i dag. örsök komma på några nya sätt som internet kan användas till för att öka demokratin i Sverige? Ett klassiskt svar bland vuxna är direkta val via internet, men intressant är hur eleverna ser på detta utifrån sina perspektiv. Varför hoppar vi inte över fiberkablar och satsar allt på trådlös kommunikation? Till viss del kan man ju säga att det sker. Operatörerna som säljer abonnemang till oss konsumenter kommer med ny trådlös teknik steg för steg. Just nu är det snabbaste 4G, men nästa steg, 5G, är redan under utveckling. Men viktigt här är att klargöra att trådlös kommunikation är en ändlig resurs. Det finns inte hur mycket bandbredd som helst att tillgå. Använder vi stället optisk fiber, är kapaciteten inte ändlig på samma sätt. Optiska fibrer har redan stor kapacitet i sig, och optiska fibernät kan byggas ut hur mycket som helst. Vilka saker kommer vara uppkopplade mot internet i framtiden? Hur kommer det påverka våra liv? Antalet uppkopplade datorer och andra apparater ökar snabbt. Inom en rad olika områden dyker nya tekniska lösningar upp som använder internet: förarlösa tåg, bilar som vi inte behöver styra istället kan de vara kontor medan bilen kör automatiskt, robotar som hjälper oss med all sorts sysslor mm. Låt eleverna surfa en stund och se vad de hittar på internet, vad säger olika personer som gör spaningar in i framtiden. Tycker du att det känns spännande eller läskigt? Gör möjligen en omröstning, kanske fler alternativ ska finnas med. Syftet skulle kunna vara att utgå från att ett visst antal elever tycker si respektive så, och därefter försöka få eleverna att klara ut vad de olika förhållningssätten bygger på. Kan nyvunnen kunskap utveckla förhållningssätten? 372
ACIT TILL INALEN 1. 1 D En konkav lins sprider infallande ljus 2 E En lupp består av en konvex lins 3 Brännvidd är avståndet till brännpunkten 4 A Våglängd är avståndet mellan två vågberg 5 H Infrastrålning kallas även värmestrålning 6 B En verklig bild kan fångas upp på skärm 7 C Laser är ljus av en och samma våglängd 8 G Polariserat ljus svänger i en riktning 2. Lins A 3. a) Alternativ B b) En svart yta absorberar allt ljus. Vi upplever den därför som svart eftersom våra ögon inte nås av någon strålning från den svarta ytan. Så svart är en följd av att vi inte ser ytan, kan man säga. 4. a) Kikaren b) Den var upp- och nervänd. c) Den fick oss människor att inse att jorden inte är centrum i universum, utan bara utgör en liten del av en galax, som i sin tur bara utgör en liten, liten del av universum. 5. a) Alternativ C b) Eftersom avståndet till solen är så oerhört stort, är det rimligt att betrakta strålarna som kommer från solen som parallella. 6. Båda har fått fram svaret. Emil: Om en ljuskälla placeras i brännpunkten av en konvex lins så blir ljusstrålarna parallella när de passerar linsen. Jenny: Hon utgick från att stålarna från solen kan anses vara helt parallella. Och parallella strålar som faller in i en konvex lins bryts till linsens brännpunkt. Brännvidden hos en lins är just avståndet från linsen till dess brännpunkt. 7. örklaringen är att den del av solens strålning (UV-strålning) som påverkar huden att bli brun, kan inte ta sig igenom glaset. 8. Lagret av ozon fungerar som ett filter som fångar upp stora delar av den farliga UV-strålningen. 9. a) Elektromagnetisk strålning b) I en röntgenkamera 10. Linsen behöver bli tjock när man ska se på nära håll. örklaringen är att linsen behöver bryta det inkommande ljuset mer vi korta avstånd jämfört med på långa avstånd. 373
11. a) Totalreflektion kan inträffa när en ljusstråle går från ett tätare till ett tunnare ämne. Det sker vid stora infallsvinklar. Det som händer är att brytningsvinkeln blir större än 90 grader, vilket innebär att inget ljus kommer vidare in i det nya mediet. b) Det är kablar som är tillverkade av glas för att kunna transportera ljus. c) Optiska fibrer kan överföra mycket mera information på kortare tid än de gamla kopparledningarna. Det ger oss snabbare uppkoppling mot internet vilket i sin tur ger oss möjlighet att t ex bestämma när vi vill se TV-program, hyra filmer, ringa med bildtelefon etc. 12. ör att se räcker det med ett öga. Men med hjälp av två ögon ser vi skarpare och vi kan bedöma avstånd bättre. 374