Lys, syn og farge.

Presentasjon om: "Lys, syn og farge."— Utskrift av presentasjonen:

1 Lys, syn og farge

2 Mål – Hva er lys? Du skal kunne fortelle hva lys er og gi eksempler på lyskilder. Du skal vite hvilke tre modeller som brukes for å beskrive og forklare fenomener med lys, og forklare forskjellen på dem.

3 Lys gjør det mulig å se Ulike lyskilder
Lys fra en lyskilde treffer en gjenstand, noe av lyset blir absorbert, mens noe blir reflektert slik at vi ser gjenstanden. Refleksjon av lys treffer øyet vårt og gjør det mulig for oss å se gjenstanden. Se film: NRK-skole: Lyset går i en rett linje Lysbilde 3 NB! Øyet sender ikke ut stråler selv, men registrerer lys som kommer fra en gjenstand. Øyet oppfatter elektromagnetisk stråling med bølgelengder i den delen av spekteret som vi kaller synlig lys.

4 Lys gjør det mulig å se Lys går i rette linjer = stråler
3 modeller for å forklare fenomener med lys: Strålemodellen Bølgemodellen Partikkelmodellen Hvilken modell som benyttes avhenger av fenomenet som skal forklares. Lysbilde 4 Dersom lyset går i luft med konstant tetthet, blir det verken reflektert eller brutt, og går da i rette stråler. Refleksjon og brytning inntreffer først når lyset treffer en gjenstand. Det er det som skjer når stjernene går inn i atmosfæren. Tettheten i lufta endrer seg, lyset fra stjernene blir brutt og de ”funkler”. Strålemodellen: egner seg for å forklare hva som skjer når lys blir reflektert, når lys går gjennom briller, og når det blir dannet et bilde i et kamera. Baserer seg på at lys går i rette linjer. Bølgemodellen: forklare hvorfor vi ser mange farger når vi ser på en CD-plate. Partikkelmodellen: Bruk av dioder (kan koples inn i en elektrisk krets) som slipper gjennom strøm når de blir belyst. Baserer på at lys er partikler. Hvilken modell som brukes, avhenger av fenomenet vi ønsker å forklare.

5 Forklare hvorfor det blir skygge.
Mål – Hva er lys? Forklare hvorfor det blir skygge.

6 Lys gjør det mulig å se Skygge Kan oppstå når lyset blir stoppet.
Hvordan skyggen ser ut, avhenger blant annet av hvor stor lyskilden er i forhold til gjenstanden som lager skyggen. Liten lyskilde gir skarp skyggekant og helskygge. Stor lyskilde gir diffuse skygger, og har både hel,- og halvskygge. Lysbilde 6 Benytt prosjektoren som lyskilde og en kule, og sammenlign skyggen når lyskilden er lyset fra en fyrstikk.

7 Lys gjør det mulig å se Lysbilde 7
Øverst: liten lyskilde gir skarp skyggekant. Nederst: Stor lyskilde, der vi får både hel- og halvskygge.

8 Er skyggen størst når du står nær en skjerm eller nær en lampe?
Lysbilde 8 Diskuter og få fram en hypotese. Prøv med prosjektoren. Vi utfører det samme ved hjelp av prosjektoren. Skyggen vår blir større jo nærmere lyskilden vi befinner oss, fordi mer lys da blir ”blokkert”. I virkeligheten blir mer av lyset absorbert og reflektert tilbake av klærne våre. Dette lyset når derfor ikke fram til skjermen hvor vi observerer skyggen. Dersom vi befinner oss langt unna en lyskilde og beveger oss litt mot den, vil vi ikke se noen forskjell på skyggen vår. Dersom vi tenker oss lyset som ”stråler”, vil ”strålene” peke ut fra lyskilden i alle mulige retninger. I en bestemt retning langt vekk fra lyskilden vil ”strålene” i praksis være nesten parallelle. Siden sola befinner seg langt unna jorda, vil ”lysstrålene” fra sola være nesten parallelle når de treffer oss. Størrelsen på skyggen vår blir derfor ikke forandret om vi går mot sør (nærmere sola). Hvor lang skyggen vår er, bestemmes av posisjonen vår sett i forhold til sola. Ved ekvator står sola rett over oss klokka 12, og skyggen vår vil bare bli en liten flekk rett under oss. Lenger mot nord er skyggen vår lenger ved samme tidspunkt, fordi sola ikke står rett over oss. Lengden av skyggen vår forandrer seg i løpet av dagen uansett hvor på jorda vi befinner oss, fordi jordrotasjonen endrer posisjonen vår sett i forhold til sola.

9 Mål – Hva er lys? Du skal vite hva som skjer med lysstyrken når du beveger deg vekk fra en lyskilde.

10 Lys gjør det mulig å se Lysstyrken blir mindre når vi fjerner oss fra lyskilden. Ingenting kan bevege seg fortere enn lyset. Lyset beveger seg med en hastighet på ca km/s Det tar litt over ett sekund fra jorda til månen, I stoffer, for eksempel glass eller luft, er lysfarten mindre enn lysfarten i tomt rom. Nøkkelspørsmål s. 107. Lysbilde 10 Lysstyrken avtar raskt når vi flytter oss fra kilden. Lysstyrken kan måles med en lysmåler, som f.eks, er i alle moderne kameraer. Det finner ut hvor lenge lukkeren i kameraet må være åpent for at det skal komme nok lys inn i kameraet. Leser også om det er nødvendig med blitz.

11 Film: Farger på roterommet

12 Mål – Hva er lys? Du skal kunne forklare hvordan en gjenstand får farge når vi lyser på den. Du skal kunne fortelle om hvilke farger vi får ved å blande lys av ulike farger.

13 Farger En gjenstand får farge fordi den reflekterer noe av lyset.
De fargene vi ikke ser blir absorbert. Dersom en gjenstand reflekterer alt lys, ser den hvit ut, eks. snø. En svart gjenstand absorberer alt lys som faller på den. Bare de fargene som er i lyset som blir reflektert, slik at farger oppfattes forskjellig inne i motsetning til i dagslys. Farget glass slipper (transmitterer) bare gjennom noen farger. Lysbilde 13 Fargen til en gjennomsiktig gjenstand avhenger av hvilken farge den slipper gjennom. Betrakter vi glasset fra motsatt side av lyskilden ser det farget ut. En blå glassplate slipper gjennom den blå delen av lyset, men absorberer alle de andre fargene. La elevene se hvordan tøy eller fargekart fra fargehandelen ser ut i kunstig lys og dagslys.

14 Blanding av farger Nøkkelspørsmål s. 119.
Rødt, grønt og blått lys (grunnfarger) kan få fram alle farger ved å blande de i forskjellig forhold. Hvitt lys får en hvis en blander alle med samme intensitet. Når en blander like mengder lys av grunnfargene får en fargene cyan, magenta og gult (komplementær-farger). Farger på bilder oppstår fordi noen farger blir absorbert. Lysbilde 14 Når vi legger sammen farger på denne måten, kalles det additiv fargeblanding. Komplementærfargen til rødt er cyan, fordi rødt er tatt bort – blandet blått og grønt. Magenta er komplementærfargen til grønt, siden grønt er tatt bort når vi blander blått og rødt. Gult er komplementærfargen til blått siden blått er tatt bort, og vi har blandet grønt og rødt. Når en blander to komplementærfarger får en også hvitt. Farger på bilder og trykt materiale oppstår fordi noen farger blir absorbert (substrahert, trukket vekk fra). For eksempel dersom hvitt lys skinner på en prikk som absorberer gult lys, vil prikken se blå ut, fordi gult og blått er komplementær-farger. Dette kalles subtraktiv fargeblanding. Nøkkelspørsmål s. 119.

15 Refleksjon av lys

16 Film: Lys kan dirigeres

17 Du skal vite hva som menes med innfalls- og refleksjonsvinkel.
Mål – Refleksjon av lys Du skal kunne forklare hvordan lys reflekteres i ulike flater og speil. Du skal vite hva som menes med innfalls- og refleksjonsvinkel.

18 Refleksjon av lys Når lys treffer en overflate, blir noe av det sendt tilbake – reflektert. Når lys treffer en ujevn overflate, blir lyset reflektert i flere retninger. Når lys treffer en plan overflate, blir lyset reflektert i en retning. Lysbilde 18 Demoforsøk: refleksjon i ulike flater. Bruk f.eks et speil: La elevene få beskrive det de ser. Hva er forskjeller? Likheter mellom en gjenstand og speilbildet av den? Hvor ligger speilbildet i forhold til gjenstanden? Hva skjer hvis speilet er bøyd? Vi ser gjenstander fordi lys blir reflektert fra dem og treffer øyet vårt. Overflaten til de fleste gjenstander er ujevne, som f. eks. ei bok, ei hånd osv. Uansett hvilken retning vi holder boka ser vi hva som står. Et speil, en vindusrute eller et polert metallstykke har en jevn, glatt overflate. Når en lysstråle treffer en slik flate, blir lyset reflektert i en helt spesiell retning. Dersom flere parallelle lysstråler treffer en slik plan, speilende flate, vil de reflekterte strålene også være parallelle. Speil = ser ut som den virkelige gjenstanden. Avstanden mellom speilet og gjenstanden er like stor som avstanden mellom speilet og speilbildet. Elevene tegner og forklarer i boka si.

19 Innfallsvinkel = refleksjonsvinkel
Refleksjon av lys Refleksjonsvinkelen er like stor som innfallsvinkelen. Refleksjonsloven: Innfallsvinkel = refleksjonsvinkel Innfallsloddet er normalen til flaten der strålen treffer, og som danner en 90 ° vinkel med flaten. Lysbilde 19 Innfallsvinkelen er vinkelen mellom innfallsloddet og lysstrålen som kommer inn. Refleksjonsvinkelen er vinkelen mellom normalen og den reflekterte strålen. Avstanden mellom speilet og gjenstanden er like stor som mellom speilet og speilbildet. Elevene tegner og forklarer i boka si.

20 Refleksjon av lys Et parabolspeil samler lyset
Speilets akse er en linje som går gjennom midtpunktet vinkelrett på åpningen. Brennpunktet = parallelle stråler sendes inn mot speilet. De vil reflekteres til et punkt. Parabolantenner. Lyskastere. KONKAV Lysbilde 20 I lyskastere er lyskilden plassert i brennpunktet, og strålene som blir reflektert blir parallelle. Elevene tegner og forklarer i boka si.

21 Refleksjon av lys Et konvekst speil sprer lyset.
Gir et forminsket bilde av det som speiles, men det gir et speilbilde av et stort område. Eks. overvåkningsspeil, speil ved uoversiktlige kryss. Oppg s. 122

22 Mål – Brytning av lys Du skal kunne forklare hvorfor lys brytes når det går mellom ulike stoffer. Du skal vite hva brytningsvinkelen er. Du skal kunne fortelle hva som skjer når lys blir totalreflektert.

23 Elevforsøk ”Den magiske mynten” Lysbilde 23 Hensikt med forsøket:
Vise avbøyning av lysstråler. Du trenger: Ett pappkrus, en mynt og vann Framgangsmåte: Se over kanten av et pappkrus og plasser en mynt i bunnen slik at den akkurat ikke er synlig over kanten. Fyll vann i kruset og observer hva som skjer med mynten. Til ettertanke: Forklar hvordan du ser mynten når det er vann i koppen, men ikke når koppen er tom. Når du ser over en langgrunne, ser det ut som bunnen reiser seg etter du lar blikket gli utover. Kan du forklare dette fenomenet ut fra eksperimentet med mynten i koppen? Forklares ved hjelp av innfallsvinkel og brytningsvinkel. Bruk tegning for å forklare. Tegn en lysstråle som går fra mynten, brytes i grenseflaten mellom vann og luft, tangerer kanten på begeret og går inn i øyet. Hvis vi forlenger linja mellom kanten på begeret og øyet, vil linja gå over der mynten er. Det skal skrives rapport. Bruk malen fra 8. trinn eller s. 96.

24 Brytning av lys Lysstrålene kan skifte retning når de går fra et stoff til et annet = lyset blir brutt. Kun hvis tettheten til stoffet lyset går i, endrer seg Lys går gjennom luft og glass I overgangen kan lysstrålen skifte retning. Brytningsvinkelen Vinkelen mellom innfallsloddet og retningen til strålen i glasset. Fra luft til glass – innfallsvinkelen > brytningsvinkelen Fra glass til luft – innfallsvinkelen < brytningsvinkelen Lysbilde 24 Kjenner dere noen eksempler på lysbrytning? Dersom innfallsvinkelen er 0 grader, vil lysstrålen ikke bli bøyd. Brytningsvinkelen er mindre enn innfallsvinkelen når lys går inn i et stoff med større tetthet. Vi tegner og forklarer eksemplene s. 110.

25 Se film: Newtons lysbrytning
Brytning av lys Lys blir brutt fordi lysfarten endrer seg. Lyset går langsommere i glass enn i luft. Derfor blir også innfallsvinkelen større enn brytningsvinkelen når lys går fra luft til glass. Farten til lyset blir brutt når det går inn i et stoff med en annen tetthet. Farten blir mindre jo større tetthet. Lysbilde 25 Tettheten i lufta endrer seg også, for eksempel lufta som bevrer en varm sommerdag, eller observere tettheten i lufta over et stearinlys. Da vil lysstrålen bli brutt gradvis etter hvert som tiden går. Se på bildet nederst s Den illustrerer godt det som skjer når lys brytes. Se film: Newtons lysbrytning

26 Brytning av lys Totalrefleksjon
For en bestemt innfallsvinkel vil brytningsvinkelen bli 90 ° når lys går fra glass til luft. Når lys treffer grenseflaten mellom glass og luft, får vi totalrefleksjon dersom innfallsvinkelen er stor nok. Alt lyset blir reflektert = TOTALREFLEKSJON Gjelder alle grenseflater der lyset kommer fra stoffet med størst tetthet. Animasjon: brytning og refleksjon Oppg s. 122 Lysbilde 26 Alt lys blir reflektert tilbake inn i stoffet det kom fra, og ikke noe lys slipper ut. Det er dette som er totalrefleksjon. Kommentarer til animasjonen: Snakk om hva som skjer med innfallsstrålen, innfallsvinkelen og brytningsstrålen og vinkelen.

27 Mål linser og synssansen
Du skal kunne forskjellen på hvordan lyset går gjennom konkave og konvekse linser, og sammenligne med synssansen. Du skal vite hva som menes med brennpunkt, og brennvidde.

28 Linser og synssansen Konveks linse Samler lysstråler = samlelinse
Tykkest på midten Lysstråler som kommer inn parallelt med linsens akse, brytes til brennpunktet. Avstand fra linse til brennpunkt = brennvidde Lysbilde 28 En konveks linse er tykkest på midten og den samler lysstråler. Lysstråler som kommer parallelt med linsens akse, brytes til brennpunktet (strålene treffer i et punkt). Avstanden fra linsen til brennpunktet kalles brennvidden. Det er brennpunkt på hver side av linsen. Dersom sollys går gjennom en konveks linse, vil de parallelle solstrålene bli samlet i brennpunktet til linsen. For eksempel forstørrelsesglass. Forstørrelsesglasset gjør det lettere å se små ting. Gjenstanden vi ser på plasserer vi mellom brennpunket og linsen. Ser vi gjennom linsen fra den andre siden, får vi et forstørret bilde. Se på tegningen nederst s.113. Tegn og forklar. Elevene tegner og forklarer i boka si. Skriver på de riktig betegnelsene og forklarer hva som skjer med lyset.

29 Linser og synssansen Konkav linse Sprer lyset = spredelinse
Tynnest på midten Lysstråler som kommer inn parallelt med aksen, brytes som om de kommer fra brennpunktet. Lysbilde 29 Elevene tegner og forklarer tegningen. Setter på de ulike betegnelsene og forklarer hva som skjer med lyset.

30 Linser og synssansen Lage bilder med linser
Lysstrålene fra forskjellige punkter på en gjenstand går gjennom linsen. En stråle som kommer parallelt med linseaksen, blir brutt til brennpunktet til linsa. En stråle som går gjennom linsas sentrum, går rett gjennom uten å bli brutt. Ved å tilpasse avstanden mellom linsen og gjenstanden og mellom linsen og et papirark, vil strålene fra et punkt på gjenstanden samle seg i et punkt på arket. Demo-forsøk Lysbilde 30 Demo-forsøk: bruk en linse, en lyskilde og en gjenstand, som for eksempel et lys og et papirark. Det bør være så mørkt som mulig. Konstruer linsebildet ved å trekke to stråler fra hvert punkt på gjenstanden vi skal lage bildet av. Den ene strålen er parallell med linseaksen og blir brutt til brennpunktet. Den andre strålen går rett gjennom sentrum av linsen uten å brytes. Der strålene skjærer hverandre, blir bildet av det punktet vi startet med, laget. Når elevene tegner, og når vi eksperimenterer bør beskrive bildet: Er det et forstørret eller et forminsket bilde? Står bildet riktig vei, eller står det på hodet? Får vi fram et bilde, eller gjør vi det ikke?

31 Du skal kunne fortelle hvordan lyset
Mål Du skal kunne fortelle hvordan lyset går gjennom øyet. Du skal vite forskjellen på nærsynthet og langsynthet, og hvordan det kan bedres. Du skal kunne forklare hvordan øyets sanseceller påvirker det vi oppfatter av lys og farger

32 Linser og synssansen Synssansen 70 % av alle sansecellene
sitter i øynene Følesansen, høresansen, likevektssansen, smakssansen, luktesansen Øyets oppgave er å bryte lyset slik at lysstrålene samles på netthinnen bak i øyet = lysstrålenes brennpunkt. Sansecellene i netthinnen som registrerer bildet og sender informasjon til hjernen. Alle sanseceller i øyet samles i en stor nerve, synsnerven Lysbilde 32 Smakssansen (salt, søtt, surt, bittert, umani – kjøttaktig smak).

33 Linser og synssansen Hornhinnen Linsen Gjennomsiktig og jevn overflate
Konveks linse som samler og bryter lysstrålene Linsen Også konveks Muskler i øyet kan stramme linsen slik at den blir lenger = justering av brennvidden. Gjør at bildet på netthinnen blir skarpt. Netthinnen Samler lysstrålene = linsens brennpunktet Lysbilde 33 Hornhinnen er glatt og gjennomsiktig slik at lysstrålene lett kan passere. Hadde den vært ujevn ville alt sett bøyd ut. Tårevæska sørger næringsstoffer. Hornhinna har ikke blodårer, og er derfor ikke avhengig av vevstyping ved hornhinnetransplantasjon. Linsen bryter ikke lyset like mye som hornhinnen, men kan ved hjelp av muskler i øyet strammes slik at linsen blir lenger. Denne justeringen av brennvidden skjer automatisk, og gjør at bildet på netthinnen blir skarpt. Netthinnen samler lysstrålene. For at vi skal se klart, må lysstrålene samles på netthinnen. Brennpunktet for linsen faller på netthinnen.

34 Linser og synssansen Nærsynthet Langsynthet
Lysstrålene samles foran netthinnen Bildet blir uskarpt Rettes opp med konkave linser Langsynthet Brennpunktet for lysstrålene er bak øyet Nære ting blir uklare Rettes opp med konvekse linser Lysbilde 34 Nærsynthet kan rettes opp med konkave linser – lysstrålene spres og flyttes lenger bakover i øyet. Langsynthet – brennpunktet for lysstrålene ligger bak øyet. Rettes opp med konvekse linser som samler lysstrålene. Linsen i øyet blir stivere med alderen. Nærpunktsavstanden = det nærmeste du klarer å komme en ting som samtidig se den klart. I 15 årsalderen er denne avstanden ca 15 cm. Denne økes med alderen og gir langsynthet. Skyldes av linsen blir stivere og mindre konveks.

35 Linser og synssansen Øyets sanseceller = staver og tapper Stavene
Lysfølsomme Oppfatter ikke farger Ca. 120 mill. staver Tappene Gir fargesyn Krever gode lysforhold Ca. 6 mill. tapper Lysbilde 35

36 Linser og synssansen Den gule flekken
Stor tetthet av sanse-celler, mest tapper Oppfatter flest detaljer, men krever gode lysforhold I området rundt den gule flekken – lysfølsomme staver Lysbilde 36 Forskjellen mellom tappene og stavene i den gule flekken kommer ekstra tydelig fram i skumringen. Det svake lyset stimulerer ikke tappene, synscellene i den gule flekken og det blir vanskelig å lese. Stirr heller på et punkt utenfor det du skal se. Da er det dette punktet som blir fokusert i den gule flekken, mens bildet av det du egentlig skal oppfatte, dannes på de lysfølsomme stavene utenfor den gule flekken.

37 Linser og synssansen Den blinde flekken
Ingen sanseceller der synsnerven går ut av øyet Samarbeid mellom øynene Sanseimpulsene fra netthinnen Synsnervene fra hvert øye blandes til to nervebunter Tolkes i et område på storhjernen Kan lure synssansen Lysbilde 37 Elevforsøk: Den blinde flekken og etterbilde (oppgave 14 og 15 s. 127). Den blinde flekken Hva skjer med den delen av synsfeltet som faller på den blinde flekken? Tegn et kryss og en sort, fylt sirkel på papiret som vist på figuren under. Hold papiret på en armlengdes avstand fra øynene. Hold for venstre øye og se direkte på krysset med ditt høyre øye. Merk at du også kan se sirkelen. Fokuser på krysset, men vær oppmerksom på sirkelen når du langsomt beveger papiret nærmere ansiktet ditt. Hva skjer med sirkelen? Hvorfor tror du dette skjer? Alternativ framgangsmåte: Som en variasjon til sirkelen, kan du tegne et bur med f.eks. en mus som vist på tegningen under. Lukk venstre øye, fokuser på krysset og beveg papiret mot ansiktet ditt som over. Hva skjer med musen? Strekene? Faglig forklaring Forklaring til bilde 1: Sirkelen vil forsvinne, for så å komme tilbake, ettersom du bringer papiret nærmere ansiktet. Netthinnen er en tynn hinne som kler innsiden av øyet. Den inneholder to typer lysfølsomme sanseceller, tapper (som sørger for fargesyn og skarpt syn), og staver (som sørger for svart-hvitt syn og syn i mørke). Den delen av netthinnen hvor synsnerven føres ut av øyet, kalles den blinde flekken. På dette stedet har netthinnen ingen sanseceller. Når du holder papiret i den posisjonen hvor lyset fra sirkelen faller på den blinde flekken, kan du ikke se sirkelen. Forklaring til bilde 2: Samme som for sirkelen, men legg merke til at når musen forsvinner, vil strekene i buret bli kontinuerlig uten mellomrommet hvor musen skulle ha vært. Dette skjer fordi hjernen din automatisk vil «fylle inn» for den blinde flekken med et enkelt bilde av det du ser. Den blinde flekken skaper ikke problemer for oss. Det området som er blindt for det ene øyet, dekkes av synsfeltet til det andre øyet. Se tegning s. 61 over hvor hjernen tolker synsinntrykk – synssenteret. Banene til synsnerven fra hvert øye går bakover mot hjernebarken i bakhodet på en helt ordnet måte. Dele inn synsfeltet i hvert øye i to – en utside og en innside. Nervene løper bakover i hjernen for til sist å samles i bakhodet, på en slik måte at alt på venstre side av hodet samles i høyre hjernehalvdel. Nervene på høyre side av hodet havner i venstre hjernehalvdel.

38 Linser og synssansen Oppfatning av farge Individuelt
Tre forskjellige typer av tapper Registrerer blå, grønngule og oransjerøde delen av lyset Impulsene fra tappene blir tolket av hjernen som farger Fargeblindhet Lysbilde 38 Fargeblindhet: mangler ofte tappene som registrerer rødt eller grønt lys, og har derfor problemer med å skille mellom fargene i spekteret som ligger mellom rødt og grønt. 10 % av menn, og 0,5 % av kvinner. Fargeblindhet og nedsatt fargesyn skyldes ofte mangel på fotopigmenter i øyet eller feil i hjernebarken (kortex). Tilstanden er genetisk arvelig. 8% av menn og 0,3% av kvinner er fargeblinde. Denne skjevheten skyldes at genet for fargeblindhet sitter på X-kromosomet (X-bunden arv – mann: XY) og er recessivt (vikende). Dette kromosonet har guttene bare ett av og gjør det ekstra sårbart. Det betyr at normaltseende døtre med fargeblinde fedre kan overføre arven videre og få fargeblinde sønner. Dersom en slik datter får barn med en fargeblind, vil deres døtre også kunne bli fargeblinde. Kvinner har to X-kromosoner, og eventuelle feil på det ett kromoson kan kompenseres av det andre.