Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

10 frågor/svar hittade

Ljud-Ljus-Vågor [19555]

Fråga:
Om jag ritar strålgången för reflektion i en konkav spegel med föremålet utanför brännpunkten får jag till resultat att bilden blir verklig (kan fångas upp på en skärm) och uppochnervänd. Varför ser jag då en uppochnervänd bild (virtuell) när jag tittar i spegeln?
/Clas W, Tjörn

Svar:
Hej Clas! Mja, det är nog en hund begraven här!

Om föremålet är utanför brännpunkten får du mycket riktigt en reell och uppochnervänd bild (se Curved_mirror#Concave_mirrors , bild 3-5). Ögat kan bryta samman de divergerande strålarna från den reella och uppochnervända bilden. Man kan alltså, om föremålet är utanför brännpunkten, se en uppochnervänd bild av föremålet.

En normal konkav, sfärisk spegel som används t.ex. för makeup har emellertid en ganska stor krökningsradie R (minst en meter) och därmed stor fokallängd F=R/2. När du använder en sådan spegel är du normalt ganska nära spegelytan, dvs innanför brännpunkten. Då ser du, som visas i bilden nedan, en rättvänd, virtuell och förstorad bild.

Backa ut från spegeln och se vad som händer! Du får en alltmer förvrängd bild som till slut försvinner helt. Om du fortsätter att flytta föremålet utåt kommer du i stället att se den uppochnervända bilden.

Problemet är alltså att de olika avbildningarna förekommer på olika avstånd för föremålet: innanför (normal användning) och utanför brännpunkten.

Tack Clas för påpekandet att det urspungliga svaret var ofullständigt!



/Peter E

Nyckelord: spegel [10];

*

Ljud-Ljus-Vågor [17034]

Fråga:
Om man kunde göra alla ytor väldigt släta, skulle man då kunna spegla sig i alla material, tex i en träskiva?
/Sara L, Fredrika Bremergymnasiet, Haninge

Svar:
Sara! Inte nödvändigtvis. För att en yta skall fungera som en spegel krävs två saker:

1 Att reflektiviteten är hög (dvs en stor andel av infallande ljus reflekteras).

2 Att diffus spridning är liten, dvs att reflektionsvinkeln=infallsvinkeln för det mesta ljuset.

Punkt 2 bör uppfyllas av alla ämnen om bara ytan är slät. Punkt 1 är emellertid inte så mycket relaterad till hur slät ytan är. Reflektionsförmågan (och absorption/transmission) beror på egenskaper hos atomerna. En slät yta av kol (hög absorption) och en yta av glas (hög transmission) skulle fungera dåligt som spegel. Se vidare Reflectivity .
/Peter E

Nyckelord: spegel [10];

*

Ljud-Ljus-Vågor [17016]

Fråga:
Hej! Jag har många frågor/funderingar om optik avsnittet i fysik A, som jag hoppas kan få besvarade. Vår lärare är inte det minsta pedagogisk, och ingen i min klass verkar förstå vad vi håller på med. Vill verkligen förstå det här!!!

Okej, här kommer det.

1. Varför uppstår en spegelbild egentligen? Jag vet att i och med att speglar har en plan yta, sker en regelbunden reflexion. Det innebär alltså att alla strålar som träffar spegelytan har samma infallsvinkel och strålarna reflekteras åt samma håll. ''När reflexionen är regelbunden når inget av ljuset ögat'' står det i boken (därav kan vi inte se spegelytan), men går det inte att ''flytta på sig'' på något vis så att de reflekterande strålarna når ögat, eller är detta omöjligt? Hur kommer det sig att en virtuell spegelbild bildas när spegeln i själva verket inte går att se? Jag förstår hur en spegelbild bildas, men inte varför...

En sak till. En ljusstrimma riktas mot en yta som inte är spegelblank, t ex en vägg. ''Träffpunkten'' lyser intensivt och syns från alla håll. Som jag har förstått det kan ögat nu se föremålet eftersom alla strålar som träffar väggen har olika infallsvinklar, och reflekteras även i riktning mot ögat. Men vad menar de med ''träffpunkten''?

En sista grej. Skulle någon kunna förklara hur man går till väga om man ska rita spegelbilden av ett föremål framför spegeln? Det står beskrivet i boken, men jag skulle uppskatta om någon kunde förklara detta i samband med de övriga frågor jag ställt.

2. Är det alltid så att om ljus bryts från ett optiskt tunnare ämne till ett optiskt tätare ämne, bryts det mot normalen och från normalen när det är tvärtom? Vad är egentligen skillnaden här? Jag undrar också vad som menas med att om ett ämne är optiskt tätare, har det större ljusbrytande förmåga. Innebär detta att ljuset bryts mer, och att brytningsvinkeln blir mindre ju tätare ämnet är?

3. En ljuststråle passerar ett prisma, vid första ytan är infallsvinkeln noll. Ingen brytning sker. Då blir infallsvinkeln vid andra ytan 30,0 grader. Det finns en bild på ett prisma i min bok, och om man tänker sig en vinkel mellan de båda ytorna så är den 30 grader enligt figuren. (Det ser alltså ut som en rätvinklig triangel, där den översta vinkeln är 30 grader.) Men hur vet man att den andra infallsvinkeln också blir 30 grader?

4. Vad menas med dispersion? Varför bildas en ''regnbåge'' av färger när ljus passerar ett prisma? Vad är egentligen vitt ljus?

Det var allt. Jag vet att det är många frågor, men jag behöver verkligen få det här förklarat för mig, och har som sagt ingen att vända mig till.

Är oerhört tacksam för hjälp
/Mariel N, Franska skolan, Järfälla

Svar:
Mariel! Du har höga tankar om min pedagogiska förmåga . Att svara fullständigt på dina frågor skulle innebära att skriva en bok i optik, och det har ni nog redan. Dessutom har vi svarat på flera av frågorna, så jag kommer att hänvisa till tidigare svar.

1 Ja, varför? För att man har en spegel. Det speciella med en spegel är att alla inkommande strålar reflekteras med oförändrad vinkel mot normalen (se länk 2 i fråga 11135 ). Se spegel . Det är bara en del av de reflekterade strålarna som träffar ögat - nämligen de som ger en bild.

I optik brukar man använda sig av strålgångsdiagram, se nedanstående bild. Man väljer två godtyckliga strålar (i själva verket väljer man de som är enklast att hantera) och följer dem. För den plana spegeln nedan tar man en stråle vinkelätt mot spegeln (röd) och en som går igenom vad man kallar den optiska axeln (blå). Den röda strålen reflekteras tillbaka samma väg som den kom och den blå går ut med utfallsvinkeln=infallsvinkeln. Om vi sedan spårar tillbaka strålarna till en skärningspunkt bakom spegeln (streckade linjer) ser vi att vi för en plan spegel får en rättvänd bild av samma storlek som föremålet och på samma avstånd bakom spegels som föremålet befinner sig framför densamma.

Det är inte spegeln du ser utan de strålar som reflekterats. Hela finessen med en spegel är att strålarna fortsätter i välbestämda banor.

2 Ja. Skillnaden är riktningen och ändringen i optisk täthet (brytningsindex n). Brytningsindex beror i sin tur på ljushastigheten i mediet, se fråga 11135 . Ja, ju större differens i brytningsindex (observera att det är differensen som är viktig) desto större blir riktningsändringen i skiljeytan.

3 Utan att se figuren är det svårt att se vad du menar. Men du kan säkert få fram vinkeln med enkel geometri.

4 Se fråga 171 . Vitt ljus är en blandning av alla färger.



/Peter E

Nyckelord: ljusbrytning [23]; spegel [10];

*

Ljud-Ljus-Vågor [16673]

Fråga:
En sfärisk konkav spegel har en radie på 8,0 cm. Ett 1,0 cm högt föremål placeras 2,5 cm framför spegeln. Bestäm bildens storlek och läge med hjälp av noggrann konstruktion. Är bilden reell eller virtuell?
/Robin b, thorildsplan, stockholm

Svar:
Robin! Eftersom du vet att vi inte löser hela problem eller skriver projektarbetesrapporter så antar jag att du menar: när jag har gjort konstruktionen och bestämt var bilden är, hur vet jag om den är reell eller virtuell?

Virtuell bild är en term som används inom optiken. Det är en representation av ett verkligt objekt (källa) som bildas av divergerande ljusstrålar vilka tycks uppstå från bilden, men i verkligheten inte sammanstrålar vid den positionen. En observatör som är placerad där en virtuell bild uppträder kan inte "se" bilden i verkligheten, bilden kan inte heller avbildas på en skärm i den punkten.

Exempelvis bildar en plan eller konvex spegel en virtuell bild bakom spegeln. Fastän ljusstrålarna verkar komma från en punkt bakom spegeln, sprids och existerar ljuset från källan endast framför spegeln.

Motsatsen till virtuell bild är verklig bild. (Virtuell_bild )

Om bilden är reell skall du alltså kunna fånga upp bilden på ett papper. Olika strålar från samma punkt på föremålet måste då stråla samman för att ge en bild, dvs du har ett konvergerande (sammangående) ljusknippe. Om knippet är divergent (går isär) så har du en virtuell bild.

Nedanstående bild från Wikimedia Commons visar virtuella bilder med en negativ lins och en negativ (konvex) spegel. Se även länk 1, Verklig_bild och Virtual_image .



/Peter E

Nyckelord: spegel [10]; lins [10];

1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/geoopt/image2.html

*

Ljud-Ljus-Vågor [15867]

Fråga:
Du står 1 meter från en spegel och tittar på dig själv. Ser du dig själv då, från 1 meter avstånd, eller från (1 meter till spegeln plus 1 meter in i spegeln) alltså 2 meters avstånd. Det jag menar är om du ser dig i samma dimension som en person som tittar på dig från 1 meters avstånd eller från 2 meters avstånd. Har länge funderat över detta och hoppas äntligen få svar.
/Totte A, Gärdesskolan, Gislaved

Svar:
Totte! Den (virtuella) bilden i en spegel ligger lika långt bakom spegeln som föremålet är framför. Så du ser dig själv på avståndet 2 m.
/Peter E

Nyckelord: spegel [10];

*

Ljud-Ljus-Vågor [15556]

Fråga:
Hejsan Undrar hur det kommer sig att man på vissa glas/fönster kan se igenom det från ena hållet men inte från andra? Marcus
/marcus e, alléskolan, hallsberg

Svar:
Marcus! Som framgår av länk 1 och One-way_mirror så fungerar det inte så. Glasytan har ett tunnt skikt av aluminium så att hälften av det infallande ljuset reflekteras och hälften transmitteras. Detta gäller oavsett i vilken riktning ljuset går.

Effekten man har t.ex. i en identifikationsparad är att det ena rummet är väl upplyst och det andra är mörkt. Sett från det ljusa rummet dominerar reflexerna från fönstret så det fungerar som en spegel. Sett från det mörka rummet finns mycket lite reflexer, så man ser in i det ljusa rummet.

Addendum 16/1/08:

Marcus var inte riktigt nöjd med svaret, här är ett sammandrag av hans synpunkter:

Du verkar inte tro att det finns sådana fönster? Vi har ett sådant på vår skola. De är INTE symmetriska vad det gäller ljusgenomsläpplighet.
Marcus hade dessutom vänligheten att skicka mig en bit av foliet som sitter på fönstret.

Foliet ser uppenbarligen olika ut från olika håll: ena sidan är blank som en spegel medan den andra är mörkt matt. Detta förstärker uppenbarligen den avsedda effekten. Om man emellertid tittar genom foliet på t.ex. en lampa, så ser man tydligt att transmissionen är samma från båda hållen. Det måste vara så - om man kunde konstruera en perfekt "diod" för ljus skulle våra atomfysiker bli extatiska. I Wikipedia-artikeln Mirror#Two-way_versus_one-way_mirrors_and_windows står det:

A true one-way mirror that actually allows light to be transmitted in one direction only without requiring external energy is not possible as it violates the second law of thermodynamics.
(Second_law_of_thermodynamics )

Med en envägsspegel skulle man alltså utan att tillföra energi få värme att gå från en kallare till en varmare kropp i strid med termodynamikens andra huvudsats.

Det vi har är alltså ett halvgenomskinligt folie som är blankt på ena sidan och matt på den andra. Den blanka sidan ger maximalt störande reflexer (monteras alltså mot det man vill observera), medan reflexerna minimeras på den andra sidan för att inte störa observationen. Den matta sidan är antingen absorberande eller diffust spridande.

Jag vet inte hur man tillverkar foliet. I mikroskop ser man bara mörkare områden bland de genomskinliga (folien belystes i transmission). Jag gissar man förångar en metall som får fastna på en plastfolie. Den fria ytan skulle sedan kanske göras matt genom t.ex. oxidation. Men detta är bara en gissning.
/Peter E

Nyckelord: spegel [10]; genomskinlighet [17]; ljusreflektion [16]; #ljus [63]; termodynamik [16];

1 http://science.howstuffworks.com/question421.htm

*

Ljud-Ljus-Vågor [15196]

Fråga:
Vissa speglar får en att se lång och small ut, andra kort och tjock. Vad är skillnaden, och hur funkar det? Hur ritar man tydliga figurer med strålgång som visar skillnaden?
/Sandra K, Sandagymnasiet, Jönköping

Svar:
Hej Sandra! Intressant fråga! I en vanlig plan spegel blir bilden exakt lika stor som föremålet. I en konkav spegel (som en skål) blir bilden förstorad och i en konxex spegel (upp-och-nervänd skål, se fråga 12714) blir bilden förminskad.

Lustiga-huset speglar är en kombination av t.ex. konkav i vertikalled och konvex i horisontalled. Detta skulle ge en bild som är hoptryckt i vertikalled och utdragen i horisontalled: du ser ut som en liten tjockis.
/Peter E

Se även fråga 12714

Nyckelord: spegel [10];

*

Ljud-Ljus-Vågor [12714]

Fråga:
hej! jag vet varför bilden blir som den blir i en konkav spegel. Men hur kommer det sig att bilden i en konvex spegel blir som den blir. Dessutom undrar jag varför bilderna i en konvex och konkav lins blir som de blir.
/Elisabet Å, skarpängsskolan, täby

Svar:
Hej Elisabet! Den bild som man får när ljus träffar en spegel eller lins beror på att ljuset reflekteras respektive bryts när det når ytan. Du kan läsa litet mer om detta i svaret till fråga 12631, se länken nedan. (Där hänvisas till en kul webbsida där man kan experimentera med hur ljuset bryts och reflekteras - pröva gärna den!)

Det visar sig att spegling och ljusbrytning följer bestämda regler som vi brukar kalla reflektions- och refraktionslagarna. Med hjälp av dessa kan man räkna ut vad som händer med en ljusstråle som faller in med en viss vinkel mot t.ex. en konkav spegelyta eller en konvexlins - man gör en så kallad strålgångsanalys. När det gäller linser tittar man först på hur ljuset bryts i den första ytan, och sedan följer man ljusstrålen genom linsen till den kommer till baksidan, där en ny brytning sker.

Om man gör om denna beräkning flera gånger genom att variera den plats på spegel- eller linsytan där den infallande ljusstrålen träffar, och varje gång ritar ut den väg som ljuset tagit, kan man fort se om man för ett fokus eller inte.

Om du söker på "lins" eller "spegel" i Nationalencyklopedin får du mer information. Bilden nedan, som är tagen från artikeln om speglar, visar vad som händer om man tittar i en konvex spegel. Eftersom ljuset från flaggstångens topp och fot har olika infallsvinklar relativt spegelytan kommer ögat att se en "virtuell" bild av flaggstången, som ser ut att ligga bakom spegelytan! Bilden är rättvänd, men förminskad.

För mer om speglar och linser se Stråloptik .

Pröva själv: Be din lärare ta fram olika linser och en ljuskälla. Ta en bit papper och undersök hur långt bakom linsen som bilden av ljuskällan blir skarp. Sätt en pappskiva med ett triangelformat hål framför ljuskällan. Är bilden i fokus rättvänd eller upp och ned? Gör samma sak med speglar.



/Margareta H

Se även fråga 12631

Nyckelord: spegel [10];

*

Ljud-Ljus-Vågor [12631]

Fråga:
Varför ser vi saker i speglar och linser?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Varför ser vi saker i speglar och linser?
/Elisabet Å, skarpäng, täby

Svar:
Jag tolkar frågan så, att du vill veta hur det kommer sig att ljus som träffar en spegel reflekteras eller ljus som går igenom en lins kan t.ex. fokuseras eller böjas av?

Ljus kan beskrivas som en elektromagnetisk vågrörelse. När en sådan ljusvåg kommer in mot en yta av något material kan olika saker hända: den kan reflekteras, absorberas eller böjas av... Vad som sker beror bl.a. på ytans beskaffenhet (slät eller skrovlig), ljusets färg och infallsvinkel, och förhållandet mellan brytningsindex hos linsen och omgivningen (oftast luft). Ett materials brytningsindex talar om hur snabbt ljuset kan ta sig fram i materialet, och har att göra med materialets inre struktur och sammansättning. Luft har brytningsindex 1.0, medan vatten har ca 1.3 och glas 1.5-1.6.

Linser består oftast av glas eller plast som formats på ett speciellt sätt så att de får "runda" ytor. T.ex. kan de vara konvexa eller konkava - formade som utsidan eller insidan på en kupad hand. Formen har stor betydelse för vinkeln mellan först det inkommande ljuset och ytan, och sedan för den vinkel gentemot ytan på linsens baksida där ljuset kommer ut.

Se vidare länken nedan.

Vanliga speglar fungerar på ett litet annorlunda sätt. De består oftast av en klar glasskiva med ett tunt metallskikt på baksidan. Glaset är till för att skydda metallytan - det är den som är den egentliga spegeln. Metallen innehåller "fria" elektroner (som inte är bundna till någon speciell metallatom), och när ljusvågorna växelverkar med elektronerna i metallytan blir effekten att nästan inget ljus kan tränga in i metallen - det reflekteras istället. Om spegelytan är plan ser man en tydlig spegelbild, men om ytan är skrovlig eller ojämn kastas det reflekterade ljuset ut i olika riktningar vilket gör spegelbilden otydlig.

För att beräkna vad som händer med speglar och linser använder man sig av stråloptik. Man följer då den väg ett litet antal strålar tar, och man kan på så sätt få fram hur bilden ser ut. Se vidare PowerPoint presentationen Stråloptik från Malmö högskola. Bilden nedan visar vad som händer med en positiv lins.



/Margareta H/Peter E

Nyckelord: ljusbrytning [23]; spegel [10]; lins [10]; #ljus [63];

*

Ljud-Ljus-Vågor [12640]

Fråga:
Varför vänds spegelbilden höger/vänster och inte upp/ned?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Jag har funderat på en sak med speglar. Varför vänds spegelbilden höger/vänster och inte upp/ned?
/Emma B, Göteborg

Svar:
Emma! Detta är en bra och klassisk fråga. Det finns många felaktiga svar, varav att anledningen är att ögonen sitter till höger och vänster är ett. Stäng ett öga! Du ser samma bild! Det har alltså inget med ögonens placering att göra!

Detta är faktiskt en kuggfråga. En spegel kastar inte om riktningen i sidled, lika lite som den kastar om upp och ned, det är vi som gör det. Däremot kastar den om riktningen vinkelrätt mot spegelytan.

Tänk dig att vi sätter upp en stor spegel längst fram på tavlan i ditt klassrum. En lärare kommer in, ställer sig framför spegeln och pekar uppåt. Spegelbilden pekar uppåt. Läraren pekar neråt - spegelbilden pekar neråt. Läraren pekar mot fönstret - spegelbilden pekar mot fönstret. Läraren pekar mot dörren - likaså spegelbilden. Detta är absoluta riktningar, och ändras inte av en spegel. Vänster och höger är däremot relativriktningar som mäts jämfört med en person. En verklig person som står mittemot dig har roterat i förhållande till dig och har därför annan uppfattning om vad som är höger och vänster.

Experiment: Ta ett halvgenomskinligt papper och skriv ditt namn på det. Håll upp det med framsidan mot spegeln. Vad ser du? Ditt namn är i spegeln skrivet från höger till vänster med bakvända bokstäver. Men det ser precis ut som det du kan läsa genom pappret. Vänd nu pappret så att framsidan är mot dig. Vad ser du nu?

Nedan är två länkar med korrekta förklaringar på engelska.
/Peter E

Nyckelord: spegel [10]; *vardagsfysik [60];

1 http://science.howstuffworks.com/question415.htm
2 http://www.efn.org/~danrob/tech/leftrite.htm

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7168 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-07-06 14:08:20.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.