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.

7 frågor/svar hittade

Ljud-Ljus-Vågor [19508]

Fråga:
Varför kan det inte bli en totalreflektion om ljuset går från ett tunnare till ett tjockare material?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hej! Varför kan det inte bli en totalreflektion om ljuset går från ett tunnare till ett tjockare material?
/Isabelle D, Lindeborgsskolan, Malmö

Svar:
Formellt: Se fråga 9810 för ett uttryck för gränsvinkeln för totalreflexion. Om n2/n1 är > 1 har ekvationen ingen lösning eftersom sinus är maximalt 1.

Praktiskt: Se figuren nedan från ovanstående fråga. Även den omvända strålgången är möjlig. Infallsvinklar nära 90o tillåter lite transmission till det nedre (tätare) mediet.

Vid passage från tunnare till tätare medium ges reflektionen av Fresnels formler, se fråga 15480 . Observera att reflektionsförmågan enligt Fresnels formler går mot 100% då infallsvinkeln går mot 90o.



/Peter E

Nyckelord: totalreflektion [7];

*

Ljud-Ljus-Vågor [17147]

Fråga:
Hej. När jag hade en klocka på mig i badkaret märkte jag att vid en viss vinkel så kunde jag inte längre se displayen utan ytan blev som en spegel. Vad beror det på?
/Tikki A, Rinmangymnasium, Eskilstuna

Svar:
Tikki! Intressant observation! Det borde vara totalreflektion, se nedanstående figur. Problemet är att man får totalreflektion om ljuset går från ett tätare (högre brytningsindex) till ett tunnare medium. Om vi förutsätter att din klocka inte läcker så går strålar från urtavlan från luft till glas och vidare till vatten. Glaset begränsas av planparallella ytor, så glaset ger ingen netto-effekt (se fråga 16457 ).

Om du betraktar urtavlan i vattnet nästan från sidan (stor infallsvinkel i) så finns inga strålar som kommer från urtavlan. Det finns nämligen en gränsvinkel som definierar ett område (grått i figuren) där inga strålar från urtavlan kan komma ut. Se fråga 9810 för hur man beräknar gränsvinkeln.

Det du ser i det grå området är alltså precis vad du antyder: en spegelbild. Det är alltså ljusstrålar från vattnet som totalreflekteras och kommer ut i riktningar med stor infallsvinkel i.



/Peter E

Nyckelord: ljusbrytning [23]; totalreflektion [7];

*

Ljud-Ljus-Vågor [16611]

Fråga:
Vad händer med bilden när den går igenom en kikare som den i länk 1?
/Patrik L, Nya Elementar, Bromma

Svar:
Patrik! Det finns en bra beskrivning i Porro_prism . Två speglingar (totalreflektion) bevarar vänster/höger och vänder bilden upp-och-ner. Eftersom systemet med två positiva linser också vänder bilden upp-och-ner, så blir slutresultatet en rättvänd bild.
/Peter E

Nyckelord: teleskop [10]; totalreflektion [7];

1 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/db/Binocular-optics.png

*

Ljud-Ljus-Vågor [15480]

Fråga:
Hej! Det verkar som om andelen reflekterat ljus när man speglas i en glasruta ökar med ökande infallsvinkel. Stämmer iakttagelsen och följer andelen någon enkel(?) formel? (En möjlighet annars är ju att vid infallsvinkel 0 grader så skulle utifrån kommande ljus spela större roll och "dränka det reflekterade mera effektivt" så att det tycks relativt svagare än det är och snett infallande, utifrån kommande ljus kanske försvagas i glasrutan p g a längre väg i glas.)
/Thomas Å, Arlandagymnasiet, Märsta

Svar:
För vinkelrätt infall mot en gränsyta mellan brytningsindex 1 (vakuum) och n är reflektionsförmågan R

R = (n-1)2/(n+1)2

För glas med n=1.5 får vi

R = (0.5)2/(2.5)2 =(1/5)2 = 0.04 = 4%

För snett infall ökar reflektionen med ökande infallsvinkel (mäts i förhållande till normalen på gränsytan) om vi kan bortse från polarisationen. Uttrycket är inte allför komplicerat, se nedanstående figur från Fresnel_equations . Figuren visar reflektionskoefficienten som funktion av infallsvinkeln dels för ljus från ett tunnare till ett tätare medium (n1 < n2) och från ett tätare till ett tunnare medium (n1 > n2). I det senare fallet får man totalreflektion från en viss gränsvinkel. De båda kurvorna i varje diagram är infallande strålens polarisation.



/Peter E

Nyckelord: ljusreflektion [16]; totalreflektion [7]; #ljus [63];

*

Ljud-Ljus-Vågor [13803]

Fråga:
1) Om man håller i ett glas fyllt med vatten och tittar uppifrån ser man endast fingrarna som är ovanför vattenytan. Fingrarna som är "under" vattenytan syns inte, varför?

2) Om man doppar fingret i ett glas med vatten ser fingrarna större ut, varför? Beror det på att ljusstrålarna träffar samma punkt, eftersom glaskroppen är böjd? Tack!
/Setareh A, Sigrid rudebecks gymnasium, Göteborg

Svar:
1 Det beror på att de ljusstrålar som skulle gått från fingertoppen till ditt öga totalreflekteras (fenomenet kan stavas reflexion eller reflektion enligt Svenska akademins ordlista) i vattenytan, och kommer därför inte fram till ditt öga, se figuren. Brytningslagen säger

n1*sin(i) = n2*sin(r)

där n1 och n2 är respektive mediers brytningsindex. För vatten är brytningsindex ungefär 1.3 och för luft 1.0. Gränsvinkeln (när r=90o) för brytning ges då av

1.3*sin(i) = 1.0*sin(90o) dvs

sin(i) = 1/1.3 = 0.77, i = 50o

Se även länk 1 och snackset Totalreflektion under länk 2. Reflection and Refraction är en bra animering av reflektionslagen.

2 Ja, det beror på glas/vatten kroppens form. Den (egentligen glasets yttre yta) fungerar som en positiv lins (vanligt förstoringsglas).



/Peter E

Se även fråga 9810

Nyckelord: totalreflektion [7]; ljusbrytning [23];

1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/phyopt/totint.html
2 http://snacks.fysik.org/showSnack.asp?id=46

*

Blandat [629]

Fråga:
Varför blir vissa hägringar, så kallade "luftslott" eller "fata morgana" upp och nervända?
/

Svar:
Hägringar uppkommer då det finns skikt av luften som har mycket olika temperatur. Ljuset bryts när det går från ett skikt till ett annat och effekten blir att skiktet kan fungera som en spegel. Anledningen till brytningen är att om luftskikten har olika temperatur, så har de olika densitet och därmed olika brytningsindex.

Uppkomsten av en "undre" hägring förklaras i bilden nedan. Om luften närmast marken är varmare så är densiteten lägre och därmed är brytningsindex lägre. Om ljuset från föremålet kommer in med en liten vinkel mot marken, så kommer ljuset att totalreflekteras - samma sak som händer med ljus som faller in nerifrån mot en vattenyta, se fråga 13803 nedan.

En "övre" hägring (hägringen är ovanför den direkta bilden av föremålet - föremålet kan tom vara osynligt under horisonten) uppkommer på samma sätt förutom att luften nära marken är kallare än luften ovanför (en s.k. inversion).

Observera: Du har säkert sett hur asfalten blir helt blank på långt håll en varm sommardag. Det beror på att himlen "speglar sig" i luftskikten. Det som ser ut som vågor, eller darrningar, är luftvirvlar.

Att bilden blir upp och ner är samma fenomen som att spegelbilden i en sjö av träden vid strandkanten blir upp och ner.

Läs: Boken "Varför är himlen blå" av Göran Grimvall innehåller en trevlig beskrivning av olika typer av hägringar. Se även artikeln om hägringar i Ufologiskt misstolkningslexikon online , hägring , Hägring Mirage och länk 1 nedan.



//lpe

Se även fråga 13803

Nyckelord: hägring [3]; totalreflektion [7];

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

*

Ljud-Ljus-Vågor [9810]

Fråga:
Gränsvinkeln för totalreflektion sägs vara då den brutna linjen bildar 90 grader med ytnormalen. Inträffar totalreflektion verkligen då eller måste infallsvinkeln vara större än detta gränsvärde?
/Sebastian J, Vasa

Svar:
Totalreflektion är ett fenomen, då ljusstrålar reflekteras i en gränsyta mellan två medier med olika optisk täthet. Om ljuset kommer från det optiskt tätare materialet, finns vid tillräckligt stor infallsvinkel inget utrymme för en bruten stråle i det optiskt tunnare mediet, och allt ljus reflekteras tillbaka in i det optiskt tätare mediet, se nedanstående figur från Totalreflexion .

q betecknar infallsvinkeln (vinkeln mot normalen). Gränsvinkeln för totalreflektion är (brytningslagen):

qc = sin-1(n2/n1)

Här antas om brytningsindexen för de båda medierna att n1 > n2 .

Totalreflektion inträffar då q > qc, gränsen är alltså då utgångsvinkeln är 90o.



/KS/lpe

Nyckelord: totalreflektion [7]; ljusbrytning [23]; #ljus [63];

*

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 7181 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-09-26 10:23:43.


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
.