⑥ Optikk 🔭💡
Optikk handler om lys – verdens raskeste "ting" med 300 000 km/s. Lys bøyes, reflekteres og brytes. Det er derfor fisk i et akvarium ser ut til å være på et annet sted enn de faktisk er!
📐 Formler
| Størrelse | Formel | Beskrivelse | Enhet |
|---|---|---|---|
| Lyshastighet (vakuum) | c = 3×10⁸ m/s | Universets maksimale hastighet | m/s |
| Refleksjonslov | θᵢ = θᵣ | Innfallsvinkel = refleksjonsvinkel | ° |
| Snells lov | n₁·sin θ₁ = n₂·sin θ₂ | Beskriver refraksjon (bøying) av lys | — |
| Brytningsindeks | n = c / v | c = lyshastighet vakuum, v = hastighet i medium | — |
| Linsemakerligningen | 1/f = 1/u + 1/v | f = brennvidde, u = objektavstand, v = bildeavstand | m |
| Forstørrelse | M = -v / u | Negativ = invertert bilde | — |
| Kritisk vinkel | sin θ_c = n₂ / n₁ | For total indre refleksjon (n₁ > n₂) | ° |
💡 n (luft) ≈ 1,0 | n (vann) ≈ 1,33 | n (glass) ≈ 1,5. Jo høyere n – jo langsommere lys og mer bøying.
🃏 Vippekort
Refleksjon
Klikk for lov
Lys spretter tilbake fra en flate. Innfallsvinkel = refleksjonsvinkel.
θᵢ = θᵣ
Refraksjon
Klikk for forklaring
Lys bøyes når det går fra ett medium til et annet med ulik optisk tetthet.
n₁·sinθ₁ = n₂·sinθ₂
Brytningsindeks n
Klikk for definisjon
Mål på optisk tetthet. Høy n = saktere lys.
n = c/v
Konveks linse
Klikk for egenskaper
Samlende linse (tykk i midten). Lager reelt, invertert bilde for u > f. Lommelykt, øye.
Konkav linse
Klikk for egenskaper
Divergerende linse (tykk på kanten). Lager virtuelt, oppreist bilde. Brukes til nærsynt.
Total indre refleksjon
Klikk for forklaring
Alt lys reflekteres – ingen refraksjon. Skjer når θ > θ_kritisk. Grunnlag for optisk fiber!
Dispersjon
Klikk for eksempel
Ulike farger bøyes ulikt i et prisme → regnbue! Fiolett bøyes mest, rødt minst.
Brennvidde f
Klikk for definisjon
Avstand fra linse til brennpunkt (der parallelle stråler møtes). Styrer forstørrelse.
1/f = 1/u + 1/v
📝 Eksempel – trinn for trinn
En lysstråle går fra luft (n=1,0) til glass (n=1,5) med innfallsvinkel 40°. Hva er bryningsvinkel i glasset?
1
Snells lov:
n₁·sin θ₁ = n₂·sin θ₂
2
Sett inn kjente verdier:
1,0·sin 40° = 1,5·sin θ₂
3
Løs for θ₂:
sin θ₂ = sin 40° / 1,5 = 0,643 / 1,5 = 0,429
θ₂ = arcsin(0,429) ≈ 25,4°
4
Tolkning: Lyset bøyes mot normalen når det går fra et tynt til et tettere medium. 40° → 25° ✓
EKSEMPEL 2 – LINSE
En konveks linse har brennvidde f = 10 cm. Et objekt er 30 cm unna. Finn bildeavstanden.
1/v = 1/f − 1/u = 1/10 − 1/30 = 3/30 − 1/30 = 2/30 → v = 15 cm (reelt bilde)
🧮 Snells lov-kalkulator
Beregn bryningsvinkel med Snells lov: n₁·sin θ₁ = n₂·sin θ₂
🎯 Quiz