Optisia ilmiöitä

Prisma, sateenkaari ja kokonaisheijastus

Jkl Lyseon valoboksi opastusvideo: https://youtu.be/D4mEpI4t9Rc

Lasisella, sivuprofiililtaan yleensä kolmion muotoisella prismalla voi hajottaa valkoisen valon sateenkaareksi. Kokeile: katso prisman läpi esim. loisteputkea ja kääntele sitä eri asentoihin. Jossakin asennossa kirkkaan valkoisen valon reunoilla näkyy sateenkaaren sävyjä. Tätä ilmiötä sanotaan dispersioksi.




Kokeile prismalla myös valon kokonaisheijastusta: tietyssä asennossa olevaan prismaan tuleva valonsäde ei mene sen läpi niinkuin voisi lasipinnan kyseessä ollessa olettaa vaan valonsäde heijastuu "takimmaisesta" lasipinnasta kuin peilistä (kaksi ylintä kuviota allaolevassa kuvassa). Saatko ilmiön näkymään prisman ja valoboksin avulla?


Kuvan muodostuminen ohuessa linssissä

Linssin muodostaman kuvan paikka b voidaan laskea linssin kuvausyhtälöllä eli ns. Gaussin kuvausyhtälöllä:




Alla kuvanmuodostus kokoavalla eli kuperalla linssillä, jonka polttovälin arvo f sijoitetaan kaavaan positiivisena:

Kokeile tätä valoboksilla. Näet miten säteet leikkaavat linssin polttopisteessä. Suurennuslasi kaikille tuttu on kupera linssi.

Hajottavalla eli koveralla linssillä (f negatiivinen) kuvaa ei saa varjostimelle, miksiköhän? Kokeile sitäkin..

t. Heureka-tiimi

Kuvan muodostuminen pallopeilissä

Koveran pallopeilin (f sijoitetaan kaavaan positiivisena) muodostaman kuvan paikka b voidaan laskea edellä esitetellyllä kuvausyhtälöllä:


Allaolevassa kuvassa on selitetty kuvan muodostuminen sekä a, b ja f:n mittaaminen koveralla peilillä:

Kuperalle peilille (f negatiivinen) samanlainen kuva:

Kokeile kumpaakin laser-boksilla.

Kaukoputken rautalanka-malli

Kokeile näetkö kahdella sopivasti asetellulla kuperalla linssillä tarkan, hieman suurennetun kuvan. Alla mallikuva:




Käytettävissä on kaksi kuperaa linssiä: