...
Kurser Alla kurser Min kurs Min sida Min sida Provbank Mina prov Läromedel Blogg Guider Om oss Kontakt Nationella prov Gamla högskoleprov Läxhjälp matematik Priser
Sök Mitt konto Logga ut Elev/lärare
-registrering
Logga in Köp Premium Köp Premium Prova gratis
Genom att använda den här sidan godkänner du våra användarvillkor, vår integritetspolicy och att vi använder cookies.
EXEMPEL I VIDEON
Lägg till som läxa
Lägg till som stjärnmärkt
  Lektionsrapport   Hjälp

Frågor hjälpmarkerade!

Alla markeringar försvinner.

Ta bort markeringar Avbryt
Kopiera länk Facebook X (Twitter) Repetera Rapportera Ändra status
KURSER  / 
Fysik 2
 /   Elektromagnetisk vågrörelse och Ljus

Brytning av ljus

Endast Premium- användare kan rösta.
Författare:Fredrik Vislander
Rapportera fel Redigera lektion Redigera text Redigera övning Redigera video Skapa thumbnails
Så hjälper Eddler dig:
Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
Allt du behöver för att klara av nationella provet
Så hjälper Eddler dig:
Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
Allt du behöver för att klara av nationella provet
Din skolas prenumeration har gått ut!
Påminn din lärare om att förnya eller fortsätt plugga med Eddler på egen hand.
Så funkar det för:
Elever/Studenter Lärare Föräldrar
Din skolas prenumeration har gått ut!
Förnya er prenumeration. Kontakta oss på: info@eddler.se

I den här lektionen ska vi fortsätta arbeta med ljus. Vi fortsätter att behandla ljuset inom den så kallade strålmodellen, som innebär att ljuset färdas från ljuskällan i räta linjer tills det träffar på och interagerar med materia. Det är bra om du har gått igenom föregående lektion:
Strålmodellen för ljus – Reflektion av ljus.

Vi ska särskilt titta på fenomenet brytning av ljus. Det inträffar då ljus passerar en gränsyta mellan två olika medium. Det finns många likheter mellan brytning av mekaniska vågor och ljusets brytning, så titta gärna igenom även den lektionen innan du tar itu med den här:
Reflektion och brytning av mekaniska vågor.

Brytning av ljus

Då ljus går från ett medium till ett annat (med andra egenskaper) beter det sig på ett likartat sätt som då mekaniska vågor bryts, det ändrar riktning. Det beror på att ljusets hastighet är olika i olika medium.

Några vardagsexempel på detta är ett sugrör i ett glas med vatten. Tittar du ned på sugröret ovanifrån så ser det ut som att det är böjt. Detta beror på att hjärnan tolkar allt ljus som att det har färdats rätlinjigt från källan till ögat, och då ljuset bryts vid ytan ser de punkter på sugröret som är under ytan ut att vara närmare ytan än vad de egentligen är.

Andra gånger detta fenomen kan märkas är om du paddlar och åran ser knäckt ut, eller om du är på badhuset och ska dyka och hämta något på botten. Föremålet ligger inte riktigt där du tror.

I lektionen om mekaniska vågor jämförde vi med vad som händer om vi kör en lådbil på asfalt för att sedan köra ut på en gräsmatta. Bilen går långsammare på gräset, vilket gör att när det främre hjulparet når gräset ändras bilens riktning och böjs av mot normalen. Och tvärtom då bilen byter det långsammare underlaget gräs mot den snabbare asfalten: Riktningen bryts från normalen.

Något liknande kan sägas gälla för ljus. När det i vardagstal pratas om ”ljusets hastighet” menas oftast ljusets hastighet i vakuum, men ljuset har olika hastighet i olika medier. Då ljus går från ett medium där det kan färdas med högre hastighet till ett medium där det har lägre hastighet bryts ljuset mot normalen. Och tvärtom då ljus går från ett medium med lägre hastighet till ett medium med högre hastighet: Ljuset bryts ljuset från normalen.

Brytningsindex

Ett material där ljuset har lättare att ta sig fram kallas optiskt tunnare, och ett material där ljuset har svårare att ta sig fram kallas optiskt tätare.

För att få ett mått på hur lätt ljuset tar sig fram i ett material, dvs ett mått på den optiska tätheten, används brytningsindex$n$n. Ett materials brytningsindex är definierat som kvoten mellan ljusets hastighet i vakuum och ljusets hastighet i materialet.

För luft är brytningsindex ganska nära det för rent vakuum, och i gymnasiefysiken brukar vi använda  $n_{\text{luft}}\approx1,00$nluft1,00  i våra beräkningar. Ljusets hastighet i vatten är lägre och därmed är brytningsindex för vatten högre, $n_{\text{vatten}}\approx1,33$nvatten1,33 . För glas ligger brytningsindex mellan  $1,4$1,4  och  $1,6$1,6

Brytningsindex $n$n 

 $n=$n= $\frac{c}{v}$cv  

Ljusets hastighet i materialet:  $v$v 

Ljusets hastighet i vakuum:
 $c=299\text{ }792\text{ }458$c=299 792 458 m/s $\approx3,00\cdot10^8\text{ }$3,00·108 m/s 

 

Brytningslagen för ljus

I videon går vi igenom hur vi kan ta fram ett samband mellan brytningsindex för de båda medierna samt infalls- och brytningsvinkel. Detta samband kallas brytningslagen eller Snells lag.

Brytningslagen för ljus (Snells lag)

Då en ljusstråle passerar en gränsyta mellan två medier med olika brytningsindex  $n_1$n1  och $n_2$n2  och där infallsvinkeln betecknas  $i$i  och brytningsvinkeln betecknas $b$b  får vi följande samband: 

 $n_1\sin i=n_2\sin b$n1sini=n2sinb   $\text{⇔}$   $\frac{n_1}{n_2}=\frac{\sin b}{\sin i}$n1n2 =sinbsini  

En ljusstråle som går från ett optiskt tunnare medium till ett optiskt tätare medium bryts mot normalen.

En ljusstråle som går från ett optiskt tätare medium till ett optiskt tunnare bryts från normalen.

 

Exempel

Ljus går från vatten med brytningsindex  $1,33$1,33  till något slags glas. Infallsvinkeln är  $40,2^{\circ}$40,2  och brytningsvinkeln är  $33,6^{\circ}$33,6. Beräkna glasets brytningsindex.

Lösning

Vi använder Snells lag:  $n_1\sin i=n_2\sin b$n1sini=n2sinb 

Det vi söker är $n_2$n2, så vi löser ut det ur sambandet och sätter in värden:

 $n_2=n_1\cdot$n2=n1· $\frac{\sin i}{\sin b}$sinisinb  

 $n_2=1,33\cdot$n2=1,33· $\frac{\sin40,2^{\circ}}{\sin33,6^{\circ}}=$sin40,2sin33,6 = $1,551…$1,551… 

Svar: Brytningsindex för glaset är  $1,55$1,55.

Kommentarer


Endast Premium-användare kan kommentera.

██████████████████████████
████████████████████████████████████████████████████

e-uppgifter (5)

  • 1. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (1/0/0)
    E C A
    B 1
    P
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ Uppgift från prov

    Då en ljusstråle går från ett optiskt tunnare medium till ett optiskt tätare medium så bryts strålen…

    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Dela med lärare
    Rättar...
  • 2. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (1/0/0)
    E C A
    B 1
    P
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ Uppgift från prov

    En ljusstråle går från vatten med brytningsindex $1,33$1,33 till något slags glas. Infallsvinkeln är $37,6^{\circ}$37,6 och brytningsvinkeln är $32,3^{\circ}$32,3. Beräkna glasets brytningsindex.

    Svar:
    Ditt svar:
    Rätt svar:
    (Korrekta varianter)
    {[{correctAnswer}]}
    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Dela med lärare
    Rättar...
  • 3. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (1/0/0)
    E C A
    B 1
    P
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ Uppgift från prov

    En ljusstråle går från en vätska till luft. Infallsvinkeln är $46,1^{\circ}$46,1 och brytningsvinkeln är $68,3^{\circ}$68,3. Beräkna vätskans brytningsindex.

    Svar:
    Ditt svar:
    Rätt svar:
    (Korrekta varianter)
    {[{correctAnswer}]}
    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Dela med lärare
    Rättar...
  • Så hjälper Eddler dig:
    Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
    Allt du behöver för att klara av nationella provet
    Så hjälper Eddler dig:
    Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
    Allt du behöver för att klara av nationella provet
    Din skolas prenumeration har gått ut!
    Påminn din lärare om att förnya eller fortsätt plugga med Eddler på egen hand.
    Så funkar det för:
    Elever/Studenter Lärare Föräldrar
    Din skolas prenumeration har gått ut!
    Förnya er prenumeration. Kontakta oss på: info@eddler.se
  • 4. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (1/0/0)
    E C A
    B 1
    P
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ Uppgift från prov

    En ljusstråle passerar en gränsyta mellan luft och vatten. När ljuset går från luften till vattnet är brytningsvinkeln  $45,2^{\circ}$45,2. Hur stor är infallsvinkeln?

    Svar:
    Ditt svar:
    Rätt svar:
    (Korrekta varianter)
    {[{correctAnswer}]}
    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Dela med lärare
    Rättar...
  • 5. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    M NP INGÅR EJ Uppgift från prov

    Vilken hastighet har ljus inuti en bergkristall med brytningsindex  $1,54$1,54 ? Svara i Mm/s.

    Svar:
    Ditt svar:
    Rätt svar:
    (Korrekta varianter)
    {[{correctAnswer}]}
    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Dela med lärare
    Rättar...

c-uppgifter (2)

  • 6. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (0/1/0)
    E C A
    B 1
    P
    PL
    M
    R
    K
    M NP INGÅR EJ Uppgift från prov

    Ett liksidigt prisma av glas är omgivet av luft. Glasets brytningsindex är  $1,52$1,52. En ljusstråle träffar prismats ena sida med vinkeln $i_1=47,7^{\circ}$i1=47,7, färdas igenom prismat och träffar den andra sidan enligt figuren. Beräkna vinkeln $b_2$b2.

    Svar:
    Ditt svar:
    Rätt svar:
    (Korrekta varianter)
    {[{correctAnswer}]}
    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Dela med lärare
    Rättar...
  • 7. Premium

    Redigera uppgift Rapportera fel Ändra till korrekt
    (0/1/0)
    E C A
    B
    P
    PL
    M
    R 1
    K
    M NP INGÅR EJ Uppgift från prov

    Finns det något medium som har ett brytningsindex mindre än  $1$1? Motivera ditt svar.

    Svar:
    Ditt svar:
    Rätt svar:
    (Korrekta varianter)
    {[{correctAnswer}]}
    Bedömningsanvisningar/Manuell rättning
    Klicka i rutorna och bedöm ditt svar.
    • Rättad
    • +1
    • Rättad
    Dela med lärare
    Rättar...
Så hjälper Eddler dig:
Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
Allt du behöver för att klara av nationella provet
Så hjälper Eddler dig:
Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
Allt du behöver för att klara av nationella provet
Din skolas prenumeration har gått ut!
Påminn din lärare om att förnya eller fortsätt plugga med Eddler på egen hand.
Så funkar det för:
Elever/Studenter Lärare Föräldrar
Din skolas prenumeration har gått ut!
Förnya er prenumeration. Kontakta oss på: info@eddler.se