Ljósgreiður: Ljósbognun

Uppsetning

Leggja má ljósgreiður á borð. Tvær eru í römmum til að minnka fingraför. Gætið þess að snerta ekki ljósgreiðuna sjálfa. Fínt er að búa til eða finna ramma fyrir hinar síurnar til að verja þær.

Verkefnahugmyndir

Könnun: Ljósbognun

Lýstu í gegnum ljósgreiðuna með leisigeisla og varpaðu upp á skerm eða vegg. Hvernig lítur munstrið út?

Leggðu svo aðra ljósgreiðu við, en ekki samsíða þeirri fyrri. Hvernig lítur munstrið út núna? Hvað gerist ef þið bætið þriðju ljósgreiðunni við, og hvað getið þið búið til mörg munstur?

Mæling: Þykkt hárs

Þegar ljósbylgja ferðast um granna fyrirstöðu eins og hár bognar ljósið fyrir hárið. Sé því varpað upp á skerm sést bognunarmunstur sem ákvarðast m.a. af vídd hársins. Grönn hár gefa gisið munstur en breiðari hár gera munstrið þéttara.

Með því að mæla hversu langt er á milli dökku blettanna má fá breidd hársins.

Ef bilið á milli annarra dökku blettanna, talið frá miðju munstursins, er mælt sem x, er reiknireglan eftirfarandi:

Þar sem d er þvermál hársins, λ er öldulengd leisigeislans og L er fjarlægð hársins frá munstrinu. Sé t.d. x = 30 mm, L = 1,20 m og öldulengdin 640 nm, fæst:

Hár mannfólks er yfirleitt á bilinu 40–120 μm. Það er þykkust hjá dökkhærðum og grennst hjá ljóshærðum. Hrokkinhært fólk er með misþykkt hár og því gæti það mælst misþykkt eftir því hvar á hárinu ljósið lendir.

Tengd verkefni utan Ljósakassans

Vinnusmiðja: Samliðun í límbandi

Taktu fljótandi föndurlím, t.d. UHU lím úr túbu, og legðu á plast- eða glerplötu. Hitaðu plötuna með límbandinu til að hraða uppgufun rokgjörnu efnanna sem halda líminu óhörnuðu, t.d. á eldavélahellu. Við þetta myndast bólur í harðnandi líminu.

Lýstu svo leisigeisla í gegnum harðnað límbandið og skoðaðu hin ýmsu munstur sem birtast þegar ljósinu er varpað á skerm.

Vinnusmiðja: Bylgjubognun í grönnum raufum

Falli ljós á granna rauf bognar ljósið út frá raufinni og myndar þannig dreifðara munstur en ef jaðrar raufarinnar mynduðu skarpa skugga. Það sem meira er: bylgjueðli ljóssins myndar munstur ljósra og dökkra bletta út frá miðjunni.

Taktu glerplötu, t.d. sýnagler úr smá- eða víðsjá, og svertu hana með þunnu en ógegnsæju lagi af málningu, t.d. svörtu lakki úr úðabrúsa. Þegar málningin er þurr skaltu taka beittan hníf, t.d. dúkahníf, og rista granna rauf í málninguna. Lýstu svo með leisigeisla á raufina og varpaðu munstrinu upp á vegg.

Taktu nú tvö hnífsblöð og legðu þau eins nærri hvort öðru og þú getur og ristu tvær samsíða rákir í málninguna. Lýstu nú leisigeisla á raufaparið og varpaðu munstrinu upp á vegg.

Mæling: Vídd grannra raufa

Búðu til rauf líkt og í vinnusmiðjunni „Bylgjubognun í grönnum raufum“ og varpaðu leisigeisla í gegnum raufina svo munstrið falli á skerm í þekktri fjarlægð. Mældu bilið á milli annarra dökku blettanna, talið frá miðju munstursins, og finndu út breidd raufarinnar með sömu aðferð og í „Þykkt hárs“ mælingunni.

Ef raufarnar eru tvær blandast saman tvö munstur: annars vegar bognunarmunstrið eins og sést frá einni rauf, en það er nú gert úr björtum deplum í stað þess að vera samfellt. Bilið á milli björtu deplanna gefur bilið á milli raufanna, gefið með:

Mæling: Bil á milli ráka á geisladisk

Þetta verkefni má bæta við síðar með nánari framkvæmdalýsingu.