⑥ Optikk 🔭💡
Optikk handler om lys – verdens raskeste "ting" med 300 000 km/s. Lys bøyes, reflekteres og brytes. Det er derfor fisk i et akvarium ser ut til å være på et annet sted enn de faktisk er!
Hva handler optikk om?
Optikk er bølgefysikk med lys. Du bruker strålemodeller for speil og linser, og bølgemodeller når du forklarer farger, brytning, interferens og diffraksjon.
Tre hovedregler
- Lys går rett fram i samme medium.
- Ved refleksjon er innfallsvinkel lik refleksjonsvinkel.
- Ved brytning endres fart og retning, men frekvensen er den samme.
Typiske feil
- Å måle vinkler fra flaten i stedet for normalen.
- Å tro at fargen endres når lys går inn i glass.
- Å blande konkav og konveks linse.
| Størrelse | Formel | Beskrivelse | Enhet |
|---|---|---|---|
| Lyshastighet (vakuum) | c = 3×10⁸ m/s | Universets maksimale hastighet | m/s |
| Refleksjonslov | θᵢ = θᵣ | Innfallsvinkel = refleksjonsvinkel | ° |
| Snells lov | n₁·sin θ₁ = n₂·sin θ₂ | Beskriver refraksjon (bøying) av lys | — |
| Brytningsindeks | n = c / v | c = lyshastighet vakuum, v = hastighet i medium | — |
| Linsemakerligningen | 1/f = 1/u + 1/v | f = brennvidde, u = objektavstand, v = bildeavstand | m |
| Forstørrelse | M = -v / u | Negativ = invertert bilde | — |
| Kritisk vinkel | sin θ_c = n₂ / n₁ | For total indre refleksjon (n₁ > n₂) | ° |
En lysstråle går fra luft (n=1,0) til glass (n=1,5) med innfallsvinkel 40°. Hva er bryningsvinkel i glasset?
Snells lov:
Sett inn kjente verdier:
Løs for θ₂:
Tolkning: Lyset bøyes mot normalen når det går fra et tynt til et tettere medium. 40° → 25° ✓
En konveks linse har brennvidde f = 10 cm. Et objekt er 30 cm unna. Finn bildeavstanden.
1/v = 1/f − 1/u = 1/10 − 1/30 = 3/30 − 1/30 = 2/30 → v = 15 cm (reelt bilde)