Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:15 • sest 21:38 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 01:18 • Sest 04:30 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 07:36 • Síðdegis: 19:53 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 01:39 • Síðdegis: 13:42 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Eðlisfræði: í daglegu lífi

Vatn er glært en samt varpar það skugga, af hverju?

Emelía Eiríksdóttir

Áður en við svörum spurningunni þurfum við að átta okkur á því hvað skuggi er. Hugsum okkur að við stöndum í litlu herbergi fyrir framan ljósan vegg. Nálægt hinum enda herbergisins er lampi sem lýsir á okkur og vegginn. Þegar horft er á vegginn sjást útlínur líkama okkar. Fyrir innan útlínurnar er veggurinn dekkri á lit en hann er fyrir utan útlínurnar. Hluti af ljósinu fellur nefnilega á vegginn en svört eftirmynd myndast af líkama okkar þar sem ljósið skín ekki á vegginn; þetta köllum við skugga. Ljósið ferðast eftir beinni línu og þar sem það kemst ekki í gegnum líkama okkar lýsist veggurinn ekki upp beint fyrir aftan líkamann.

Fyrir tilstuðlan frumeindanna og sameindanna í efnum endurkasta efnin ljósi sem á þau falla, þau gleypa ljósið eða hleypa því í gegnum sig. Ekkert efni endurkastar öllu ljósi sem á það fellur, efnið gleypir alltaf eitthvað af ljósinu, þótt til séu efni sem endurkasta stærstum hluta ljóss eins og til dæmis spegill. Ekkert efni gleypir heldur allt ljós sem á það fellur, ef svo væri mundi efnið vera algjörlega svart í okkar augum og við sæjum ekki hlutinn. Og ekkert efni hleypir öllu ljósi í gegnum sig, svoleiðis efni mundi nefnilega vera ósýnilegt.

Ástæðan fyrir því að ljósið kemst ekki í gegnum líkama okkar er að hann gleypir ljósið og endurkastar því. Vatn er gegnsætt því það hleypir stórum hluta ljóss, sem á það fellur, í gegnum sig. Hér skiptir þykkt hlutarins (vatnsins eða líkamans) máli því ljós hefur ákveðna helmingunarlengd í hlutum, það er sú vegalend sem ljósið dofnar um helming af upphafsstyrk við að fara í gegnum hlutinn.

Styrkur ljóssins sem fer fram hjá dropunum er meiri en styrkur ljóssins sem fer í gegnum dropana, þess vegna varpa droparnir skugga.

Nú komum við að kjarna málsins. Ef við gætum stillt upp einum rúmsentimetra af vatni (teningi af vatni sem væri einn sentimetri á hverja hlið) fyrir framan lampann, mundi ljósið frá lampanum falla á vatnið en einnig í kringum vatnið. Hluti af ljósinu sem fellur á vatnið mundi endurkastast og hluta af því mundi vatnið gleypa. Stór hluti ljóssins mundi fara í gegnum vatnið og lenda á veggnum fyrir aftan. Þar sem hluti ljóssins sem fer beint í gegnum vatnið hefur tapast en sá hluti ljóssins sem skín beint á vegginn er í fullum styrk, sjáum við misupplýsta fleti á veggnum; skuggi hefur myndast á veggnum fyrir aftan vatnið.

Ef við stillum svo upp einum rúmmetra af vatni (teningi af vatni sem væri einn metri á hverja hlið) fyrir framan lampann mundi enn meira af ljósinu, sem fellur á vatnið, tapast. Með öðrum orðum, enn minna af ljósinu sem fellur á vatnið lendir á veggnum fyrir aftan ljósið því hér værum við búin að auka þykkt vatnsins hundrað falt. Við myndum því sjá enn meiri mun á upplýstum flötum á veggnum og skugginn sem hefur myndast er enn greinilegri, það er enn þá dekkri, en þegar við vorum með einn rúmsentimetra af vatni. Ástæðan fyrir þessu er að víxlverkun ljóss og vatns er í beinu samhengi við magn vatnsins, það er þykkt þess; þeim mun þykkara sem vatnið er, þeim mun minna ljós fer í gegnum það og þeim mun meiri verður skugginn fyrir aftan vatnið.

Mynd:

Höfundur

Emelía Eiríksdóttir

Emelía Eiríksdóttir

efnafræðingur og starfsmaður Vísindavefsins

Útgáfudagur

27.1.2014

Spyrjandi

Pétur Sigurðsson

Efnisorð

Tilvísun

Emelía Eiríksdóttir. „Vatn er glært en samt varpar það skugga, af hverju? “ Vísindavefurinn, 27. janúar 2014. Sótt 26. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=28409.

Emelía Eiríksdóttir. (2014, 27. janúar). Vatn er glært en samt varpar það skugga, af hverju? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=28409

Emelía Eiríksdóttir. „Vatn er glært en samt varpar það skugga, af hverju? “ Vísindavefurinn. 27. jan. 2014. Vefsíða. 26. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=28409>.

Chicago | APA | MLA

Tengd svör

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Vatn er glært en samt varpar það skugga, af hverju?
Áður en við svörum spurningunni þurfum við að átta okkur á því hvað skuggi er. Hugsum okkur að við stöndum í litlu herbergi fyrir framan ljósan vegg. Nálægt hinum enda herbergisins er lampi sem lýsir á okkur og vegginn. Þegar horft er á vegginn sjást útlínur líkama okkar. Fyrir innan útlínurnar er veggurinn dekkri á lit en hann er fyrir utan útlínurnar. Hluti af ljósinu fellur nefnilega á vegginn en svört eftirmynd myndast af líkama okkar þar sem ljósið skín ekki á vegginn; þetta köllum við skugga. Ljósið ferðast eftir beinni línu og þar sem það kemst ekki í gegnum líkama okkar lýsist veggurinn ekki upp beint fyrir aftan líkamann.

Fyrir tilstuðlan frumeindanna og sameindanna í efnum endurkasta efnin ljósi sem á þau falla, þau gleypa ljósið eða hleypa því í gegnum sig. Ekkert efni endurkastar öllu ljósi sem á það fellur, efnið gleypir alltaf eitthvað af ljósinu, þótt til séu efni sem endurkasta stærstum hluta ljóss eins og til dæmis spegill. Ekkert efni gleypir heldur allt ljós sem á það fellur, ef svo væri mundi efnið vera algjörlega svart í okkar augum og við sæjum ekki hlutinn. Og ekkert efni hleypir öllu ljósi í gegnum sig, svoleiðis efni mundi nefnilega vera ósýnilegt.

Ástæðan fyrir því að ljósið kemst ekki í gegnum líkama okkar er að hann gleypir ljósið og endurkastar því. Vatn er gegnsætt því það hleypir stórum hluta ljóss, sem á það fellur, í gegnum sig. Hér skiptir þykkt hlutarins (vatnsins eða líkamans) máli því ljós hefur ákveðna helmingunarlengd í hlutum, það er sú vegalend sem ljósið dofnar um helming af upphafsstyrk við að fara í gegnum hlutinn.

Styrkur ljóssins sem fer fram hjá dropunum er meiri en styrkur ljóssins sem fer í gegnum dropana, þess vegna varpa droparnir skugga.

Nú komum við að kjarna málsins. Ef við gætum stillt upp einum rúmsentimetra af vatni (teningi af vatni sem væri einn sentimetri á hverja hlið) fyrir framan lampann, mundi ljósið frá lampanum falla á vatnið en einnig í kringum vatnið. Hluti af ljósinu sem fellur á vatnið mundi endurkastast og hluta af því mundi vatnið gleypa. Stór hluti ljóssins mundi fara í gegnum vatnið og lenda á veggnum fyrir aftan. Þar sem hluti ljóssins sem fer beint í gegnum vatnið hefur tapast en sá hluti ljóssins sem skín beint á vegginn er í fullum styrk, sjáum við misupplýsta fleti á veggnum; skuggi hefur myndast á veggnum fyrir aftan vatnið.

Ef við stillum svo upp einum rúmmetra af vatni (teningi af vatni sem væri einn metri á hverja hlið) fyrir framan lampann mundi enn meira af ljósinu, sem fellur á vatnið, tapast. Með öðrum orðum, enn minna af ljósinu sem fellur á vatnið lendir á veggnum fyrir aftan ljósið því hér værum við búin að auka þykkt vatnsins hundrað falt. Við myndum því sjá enn meiri mun á upplýstum flötum á veggnum og skugginn sem hefur myndast er enn greinilegri, það er enn þá dekkri, en þegar við vorum með einn rúmsentimetra af vatni. Ástæðan fyrir þessu er að víxlverkun ljóss og vatns er í beinu samhengi við magn vatnsins, það er þykkt þess; þeim mun þykkara sem vatnið er, þeim mun minna ljós fer í gegnum það og þeim mun meiri verður skugginn fyrir aftan vatnið.

Mynd:

...