Lysbryting

Svaret på det er at lysfarten forandrar seg frå luft til vatn. I luft er farten omtrent 300 000 km/s, medan det i vatn er omtrent ¾ av dette. Denne bremsinga gjer at lyset skiftar retning. Det same skjer når lys går frå luft til glas, sidan lys går endå saktare i glas.

Viss du har erfaring frå marsjering, til dømes i musikkorps, veit du at trikset for å få korpset til å svinge er at dei i innersvingen går med veldig korte skritt, medan dei i yttersvingen tek lange skritt. Då svingar heile korpset.

Dette er i prinsippet det same som skjer med lysstrålen når den kjem skrått inn mot vass- eller glasoverflata som i figuren under. Dette fenomenet kallast bryting. Viss vi tenkjer oss lys som bølgjar, og vi teiknar bølgjetoppane som rette linjer (det vil seie at det er 1 bølgjelengde λ mellom kvar linje), kan vi illustrere det som i figuren under:

Når ein lysstråle møter ei overflate av eit stoff, til dømes vatn eller glas, får vi både refleksjon og bryting. Refleksjon er greitt, då veit vi at refleksjonsvinkelen blir like stor som innfallsvinkelen. Brytingsvinkelen er meir komplisert. Han blir bestemd av lysfarten i stoffet. Vi skal ikkje gå inn på korleis han blir berekna, men her ser du ei simulering som viser kva som skjer med lysstrålen når du endrar vinkelen som strålen kjem inn mot overflata med:

Merk deg spesielt kva som skjer med den grøne strålen. Her blir lyset sendt frå vatnet opp mot overflata mot luft. Då vil vinkelen som lyset går ut i lufta med, vere større enn kva den var i vatn. Og sidan lyset ikkje kan gå ut med ein større vinkel enn 90°, kjem vi til ein situasjon der ikkje noko lys blir sloppe ut i luft. Alt blir reflektert tilbake. Dette kallast totalrefleksjon og er grunnen til at det er mogleg å sende lys gjennom optiske fibrar.

Prøv sjølv i forsøket Laserlys i vasstråle, som du finn nedst på sida.

Du har sikkert sett at kvitt lys kan splittast opp i ulike fargar, til dømes i glasprisme, oljesøl og ikkje minst i vassdropar som regnboge. Kvitt lys består av lys i fleire fargar med ulik bølgjelengde som blir brote ulikt. I tomt rom går lys med alle bølgjelengder like fort, men i andre materiale er ikkje dette tilfellet. Her vil bølgjefarten avta når bølgjelengda blir kortare.

I det synlege spekteret har fiolett lys kortast bølgjelengde og vil brytast mest, medan raudt lys har lengst bølgjelengde og blir minst brote. Dette skjer til dømes når kvitt lys passerer gjennom regndropar. Når forholda er riktige, kan vi sjå ein regnboge der raudt lys er minst brote, og derfor ytst, medan fiolett og blått lys er mest brotne, og derfor inst. Figuren viser kva som skjer inne i regndropen.