Startsidan | Kursöversikt | Epost till läraren | Hjälp

Ljusets brytning

Ljusstråle går genom en vattenyta och bryts.

På bilden ser du hur en ljusstråle beter sig när den tränger ner genom vattenytan. Vad händer?

Här har du en enkel modell av vårt försök. Den vänstra linjen visar den infallande ljusstrålen. Ta tag i den med markören och vrid den. Du ser att den reflekterade strålen hela tiden följer efter enligt reflexionslagen. Du ser också att strålen som går ner i vattnet böjs av, det vill säga bryts. Du ser också att brytningsvinkeln, även kallad refraktionsvinkeln, är mindre än infallsvinkeln.

Prova nu att låta vatten och luft byta plats. Det motsvarar i verkligheten hur en dykare skulle uppleva det om han tittade mot vattenytan underifrån. I vissa vinklar upplever dykaren den som en spegel. Pröva att variera vinkeln! Nu är refraktionsvinkeln större än infallsvinkeln.Vidare kan du se att om vinkeln för den infallande strålen överskrider ett visst värde kommer allt ljus att reflekteras, vi får totalreflexion, och inget tränger igenom ytan.

Vad beror nu olikheterna i de båda fallen på? Svaret är en egenskap hos materialet som kallas brytningsindex och brukar betecknas med n. Du ser brytningsindex för luft och vatten angivet direkt efter ämnesnamnet i appleten ovan.

Nu råder det ett enkelt samband mellan infallsvinkel och refraktionsvinkel och detta är den så kallade Brytningslagen:

n1 · sin v1= n2 · sin2
n1 = brytningsindex för det ämne i vilket den infallande strålen kommer,
v1 = infallsvinkel,
n2 = brytningsindex för ämnet i vilket den brutna strålen rör sig och
v2 = brytningsvinkeln.


Observera att både infallsvinkeln och brytningsvinkeln definieras som vinkeln mellan ljusstrålen och normalen till ytan som ljusstrålen går igenom. Normalen till en yta är en tänkt linje som är vinkelrät mot ytan.

Prova olika ämneskombinationer och försök i förväg räkna ut brytningsvinkeln.

Ett litet experiment som du själv mycket lätt kan utföra är detta:

Lägg ett mynt i botten på en skål. Titta över kanten på skålen och håll huvudet så lågt att du nätt och jämt kan se myntet. Nu ber du din medhjälpare att hälla vatten i skålen medan du håller kvar ditt huvud i samma läge. Vad händer? Förklara?

2005 Nationellt centrum för flexibelt lärande