Forsøg

I løbet af sidste uge, uge 8, begyndte jeg i samarbejde med Helle, at lave en række forsøg, som skulle give os en bedre forståelse af, hvordan lyset generelt opfører sig med hensyn til brydning og tilbagekastning. Grunden til samarbejdet med Helle er, at vi begge to har nogle emner som indebærer lys og linser, da hun skal arbejde med en kikkert og jeg med et kamera.
    Forsøgene har vi udført med udgangspunkt i det første kapitel i Temabogen om foto fra Naturfagsforlaget af Werner Jensen, som omhandler lysets egenskaber.  

1. Forsøg: Lysets tilbagekastning
Det første forsøg vi udførte skulle bevise, at indfaldsvinklen er lig udfaldsvinklen. Forsøget udførte vi ved at stille et spejl op på en flamingoplade, hvor der var sat et stykke papir fast, og tegne normalen dertil (midten). Derefter satte vi to knappenåle skrå ud fra normalen, og kiggede skrå ind på spejlet i knappenålenes vinkel. Nu kunne vi afsætte endnu to knappenåle på den modsatte side af normalen, så alle knappenålene kunne ses under et. Vi brugte en laser til at bekræfte at lyset blev tilbagekastet i netop den retning, hvor vi afsætte tredje og fjerde knappenål. Ved at måle vinklerne mellem spejlet og de to vinkler, som knappenålene danner, kunne vi bevise, at indfaldsvinklen er lig udfaldsvinklen. 
    Forsøget udførte vi to gange, da indfaldsvinklen var større end udfaldsvinklen ved det første forsøg vi udførte. Anden gang vi udførte forsøget blev resultaterne præcise. 

Første udførelse af forsøget

På billedet kan man se, at de to vinkler er forskellige, da indfaldsvinklen til højre, er større en udfaldsvinklen til venstre.







Selvom indfaldsvinkel og udfaldsvinkel er forskellige, ses det tydeligt på billedet, at knappenålene ses som om, at de står under et.






Anden udførelse af forsøget

Forsøgsopstillingen, med undtagelse af, at spejlet er fjernet. På billedet ses det tydeligt, at vinklerne er akkurat ens.

Ved andet forsøg ses på billedet, at knappenålene står på en lige linje, når man ser ind i spejlet.

På billedet ses det helt tydeligt, at knappenålene ses under et.








Loven, som vi fik bekræftet anden gang vi udførte forsøget, kaldes lysets tilbagekastningslov. 

2. Forsøg: Lysets tilbagekastning
Ved det andet forsøg vi udførte, skulle vi bevise at brydningsindekset, n, for plastik/glas ligger imellem 1,5 og 1,7. Grunden til jeg skriver plastik/glas er, at brydningsindekset for dem, er meget lig hinanden (http://www.alfaoptik.dk/glas.htm).
    Forsøget udførste vi ved at placere en firkantet plastik klods på en flamingoplade, hvorpå der var sat et stykke papir fast. Vi placerede to knappenåle skråt ud for klodsens lange side, og så derefter, i plan med papiret, igennem klodsen, op placerer to nye knappenåle på modsatte side af klodsen, hvor alle knappenålene bliver set under et. 
    Forsøget viste os, at lyset bliver brudt ved overgang fra luft til plastik/glas og fra plastik/glad til luft. Lysstrålen ændrer dog ikke sin retning, men bliver kun parallelforskudt. 

På det første billede ses hvordan lyset brydes i den firkantede plastikklods.









Billedet viser, at alle knappenålene bliver set under et, når man kigger ind igennem plastikklodsen.

Indtegning af vinklerne for indfaldsvinklen, i, og indfaldsloddets brydningsvinkel, b. Brydningsvinklen er mindre end indfaldsvinklen.

 


Ud fra disse to vinkler, kan man udregne plastikklodsens brydningsindeks. Denne udregning er foretaget nedenunder.

Udregningen viser os, at brydningsindekset ligger på ca. 1,5, hvilket også er indenfor det interval som vi havde forventet. 

3. Forsøg: Lysets brydning i det tresidede prisme
Forsøget med lysets brydning udføres igen, men denne gang med en tresidet prisme. Ligeledes som ved den firkantede plastikklods, brydes lysstrålen mod prismets kant.
   Prismet har en bestemt position, hvor brydningens afvigelse fra den oprindelige retning er størst. Ved denne position siger man, at prismet er anbragt i sin hovedstilling. 

På billedet ses det tresidede prisme, hvor vi har forsøgt at finde hovedstillingen.









Det retvinklede tresidede prisme har nogle egenskaber som bliver anvendt i forbindelse med fotografiapparater. Hvis indfaldsvinklen er for stor i forhold til grænsefladen, spejles lysstrålen i stedet for at brydes.