- Dob:5+
- Trajanje:10 min
- Zahtjevnost:Lako
- Nered:Malen
- Nadzor:Ne
Refleksija i lom svjetlosti
Vid je naše dominantno osjetilo. Pomoću njega primamo velik broj informacija iz okoline te dalje oblikujemo percepciju svijeta oko sebe. No kako uopće vidimo taj svijet? Zapravo i nije stvar samo u našim sposobnostima, već i u objektima oko nas. Da bismo ga mogli vidjeti, objekt mora imati važno svojstvo - mora reflektirati svjetlost (ili svijetliti sam po sebi).
Svjetlost je tako značajan koncept da postoji posebna grana koja se bavi njegovim proučavanjem - optika. Optika je grana fizike koja se bavi svojstvima i ponašanjem svjetlosti.
Proučit ćemo detaljnije dva bitna ponašanja svjetlosti: refleksiju i lom svjetlosti. Refleksija ili odbijanje nam je već poznat koncept. Kada pogledate bilo koju reflektirajuću površinu poput ogledala, vidite svoj odraz. On je identičan izgledom i veličinom, no obrnut u smjeru naprijed-nazad (ako vi gledate sjeverno, vaš odraz gleda južno!). Ovdje su u igri dvije zrake svjetlosti, upadna i reflektirana. Upadna zraka pada na površinu pod određenim kutem koji nazivamo kut upadanja. Zraka refleksije odbija se od površine pod istim tim kutem, ali u suprotnom smjeru. Taj princip nazivamo Zakon refleksije (odbijanja) svjetlosti.
Ako svjetlost prolazi kroz više medija, doći će do refrakcije
Lom svjetlosti ili refrakcija je kada zraka svjetlosti mijenja smjer. To se događa kad god svjetlost mijenja sredstvo (medij) kroz koje prolazi. Na primjer, kad svjetlost prelazi iz zraka u vodu. Razlog leži u različitoj gustoći ovih sredstava. Zrak je u plinovitom stanju, a molekule u plinovima su raširene tako da zrak ima malu gustoću. Molekule u vodi su puno bliže te je i gustoća vode veća što znači da svjetlost prolazi sporije kroz vodu. Ta brzina kojom svjetlost prolazi kroz određeno sredstvo u usporedbi s brzinom kojom prolazi vakuumom naziva se indeks loma.
Zrak ima indeks loma 1.0003, a voda 1.333. Znači da svjetlost puno brže prolazi kroz zrak. Kad dođe iz zraka u vodu, uspori te zbog toga i mijenja smjer.
Znanost iza eksperimenta loma svjetlosti
U našem eksperimentu, svjetlo je prošlo kroz zrak u vodu i onda ponovno kroz zrak da bi došlo do crteža. Objasnili smo već da se svjetlost lomi kad promjeni sredstvo kroz koje prolazi i zašto do toga dolazi.
U našem slučaju, voda djeluje kao povećalo. Svjetlost se lomi prema sredini, sužavajući se dok se zrake ne sretnu u jednoj točci - žarištu. Od žarišta, zrake svjetlosti mijenjaju smjer, lijeva ide desno, a desna lijevo. Rezultat je da naš crtež izgleda obrnuto!
Potrebni materijali za demonstraciju refrakcije
Trebat će vam čaša s vodom, neki crteži ili olovka i papir
- Prozirna čaša ili boca
- Voda
- Crteži (ili papir i olovka da sami nacrtate)
Upute za demonstraciju refrakcije
Za korak po korak upute kako provesti eksperiment pogledajte video na početku članka ili nastavite čitati...
- Pripremite nekoliko crteža koje ćete koristiti u eksperimentu - strelica ili riječ "OK" odlično funkcioniraju
- Usipajte vodu u čašu / bocu
- Stavite crtež iza čaše i pogledajte ga kroz vodu. Što vidite?
Što će se dogoditi sa strelicom kad je pogledate kroz čašu vode?
Pogodi, a zatim dodirni odgovor i provjeri!
✨ Savjet
Želite još jedan trik s lomom svjetlosti? Stavite olovku u čašu vode i pogledajte sa strane - izgledat će savijeno ili čak „slomljeno" na površini vode. I to je refrakcija: svjetlost iz podvodnog dijela lomi se pri izlasku iz vode pa vaše oči zavara gdje se olovka zapravo nalazi.
Što ćete naučiti i koje vještine ćete razvijati
- Osnove optike
- Što je refleksija i Zakon refleksije (odbijanja) svjetlosti
- Što je lom svjetlosti i indeks loma
- Kako koristiti znanstvenu metodu
Najvažnije ukratko
- Optika je grana fizike koja proučava svjetlost i njezino ponašanje.
- Refleksija odbija svjetlost od površine pod jednakim kutom - tako rade ogledala.
- Refrakcija je lom svjetlosti pri prelasku iz jednog sredstva u drugo, npr. iz zraka u vodu.
- Svjetlost se lomi jer kroz različita sredstva putuje različitom brzinom; indeks loma mjeri tu brzinu.
- Okrugla čaša vode djeluje kao leća i križa zrake u žarištu pa crtež iza nje izgleda obrnuto.
Često postavljana pitanja
Što je lom svjetlosti jednostavnim riječima?
Lom svjetlosti (refrakcija) je savijanje svjetlosti pri prelasku iz jednog sredstva u drugo, na primjer iz zraka u vodu. Događa se jer svjetlost kroz različite materijale putuje različitom brzinom, a ta promjena brzine mijenja smjer svjetlosti.
Koja je razlika između refleksije i refrakcije?
Refleksija je odbijanje svjetlosti od površine, poput vašeg odraza u ogledalu. Refrakcija je prolazak svjetlosti u novo sredstvo uz savijanje. Prozor radi oboje odjednom: kroz njega gledate (refrakcija) i vidite blagi odraz sebe (refleksija).
Zašto se svjetlost lomi kad uđe u vodu?
Voda je gušća od zraka pa svjetlost kroz nju putuje sporije. Kad zraka prijeđe iz zraka u vodu pod kutom, jedna strana uspori prije druge, što zakrene cijelu zraku i promijeni joj smjer. Indeks loma je broj koji mjeri tu promjenu brzine.
Zašto strelica izgleda obrnuto kroz čašu vode?
Okrugla čaša puna vode ponaša se kao leća. Lomi ulazne zrake svjetlosti prema sredini dok se ne križaju u žarištu. Nakon te točke zrake zamijene strane, lijeva postane desna pa strelica iza čaše izgleda obrnuto.
Zašto olovka izgleda savijeno ili slomljeno u čaši vode?
Svjetlost iz podvodnog dijela olovke lomi se pri izlasku iz vode u zrak prije nego dođe do vaših očiju. Mozak pretpostavlja da svjetlost putuje ravno pa „vidi" podvodni dio pomaknuto, zbog čega olovka izgleda savijeno na površini.
Što je potrebno za pokus loma svjetlosti?
Gotovo ništa, samo prozirna čaša ili boca, malo vode i crtež ili olovka i papir. Nacrtajte strelicu ili riječ, pogledajte je kroz čašu s vodom i gledajte kako se okrene.
Ako vam se svidio ovaj eksperiment i želite nastaviti sa zabavnim učenjem fizike, imamo par prijedloga. Kladimo se da vas zanima kako napraviti bateriju od krumpira! A možete i probati odlične eksperimente s balonima!
