læringsmål
ved udgangen af dette afsnit vil du være i stand til at:
- Angiv de måder, hvorpå lys bevæger sig fra en kilde til et andet sted.
der er tre måder, hvorpå lys kan rejse fra en kilde til et andet sted. (Se Figur 1.) Det kan komme direkte fra kilden gennem tomt rum, såsom fra solen til jorden. Eller lys kan rejse gennem forskellige medier, såsom luft og glas, til personen. Lys kan også ankomme efter at være reflekteret, f.eks. I alle disse tilfælde modelleres lys som at rejse i lige linjer kaldet stråler. Lys kan ændre retning, når det støder på genstande (såsom et spejl) eller ved at passere fra et materiale til et andet (såsom ved at passere fra luft til glas), men det fortsætter derefter i en lige linje eller som en stråle. Ordet ray kommer fra matematik og betyder her en lige linje, der stammer fra et tidspunkt. Det er acceptabelt at visualisere lysstråler som laserstråler (eller endda science fiction skildringer af strålepistoler).
Ray
ordet “ray” kommer fra matematik og betyder her en lige linje, der stammer fra et tidspunkt.
Figur 1. Tre metoder til lys til at rejse fra en kilde til et andet sted. (A) lys når jordens øvre atmosfære, der rejser gennem tomt rum direkte fra kilden. (B) lys kan nå en person på en af to måder. Det kan rejse gennem medier som luft og glas. Det kan også afspejle fra et objekt som et spejl. I de situationer, der er vist her, interagerer lys med objekter, der er store nok til, at det bevæger sig i lige linjer, som en stråle.
eksperimenter såvel som vores egne oplevelser viser, at når lys interagerer med objekter flere gange så store som dets bølgelængde, bevæger det sig i lige linjer og fungerer som en stråle. Dens bølgeegenskaber er ikke udtalt i sådanne situationer. Da lysets bølgelængde er mindre end en mikron (en tusindedel af en millimeter), fungerer den som en stråle i de mange almindelige situationer, hvor den støder på objekter, der er større end en mikron. For eksempel, når lys støder på noget, vi kan observere med blotte øjne, såsom et spejl, fungerer det som en stråle med kun subtile bølgeegenskaber. Vi vil koncentrere os om stråleegenskaberne i dette kapitel.
da lys bevæger sig i lige linjer, ændrer retninger, når det interagerer med materialer, beskrives det ved geometri og simpel trigonometri. Denne del af optik, hvor stråleaspektet af lys dominerer, kaldes derfor geometrisk optik. Der er to love, der styrer, hvordan lys ændrer retning, når det interagerer med stof. Dette er refleksionsloven, for situationer, hvor lys springer ud af stof, og brydningsloven, for situationer, hvor lys passerer gennem stof.
geometrisk optik
den del af optik, der beskæftiger sig med stråleaspektet af lys, kaldes geometrisk optik.
Sektionsoversigt
en lige linje, der stammer fra et tidspunkt, kaldes en stråle.
den del af optik, der beskæftiger sig med stråleaspektet af lys, kaldes geometrisk optik.
lys kan bevæge sig på tre måder fra en kilde til et andet sted: (1) direkte fra kilden gennem tomt rum; (2) gennem forskellige medier; (3) efter at være reflekteret fra et spejl.
problemer & øvelser
Antag, at en mand står foran et spejl som vist i figur 2. Hans øjne er 1,65 m over gulvet, og toppen af hans hoved er 0,13 m højere. Find højden over gulvet i toppen og bunden af det mindste spejl, hvor han kan se både toppen af hovedet og fødderne. Hvordan er denne afstand relateret til mandens højde?
figur 2. En mand står foran et spejl på en væg i en afstand af flere fødder. Spejlets top er i øjenhøjde, men bunden er kun talje høj. Pile illustrerer, hvordan manden kan se sin refleksion fra hoved til tå i spejlet.
ordliste
ray: lige linje, der stammer fra et tidspunkt
geometrisk optik: del af optik, der beskæftiger sig med stråleaspektet af lys
løsning på problemer& øvelser
Top 1.715 m fra gulv, bund 0.825 m fra gulv. Højden på spejlet er 0,890 m, eller netop halvdelen af personens højde.