Fysiikkaa lapsille

Valon käyttäytyminen aaltona

Tällä sivulla kuvaamme joitakin valon käyttäytymistä aaltona, kuten heijastumista, taittumista ja diffraktiota.

Heijastus

Yksi valon tärkeimmistä aaltomaisista käyttäytymistavoista on heijastuminen. Näemme silmillämme juuri heijastuneen valon. Se, miten valo heijastuu esineistä, vaikuttaa myös näkemiimme väreihin.

Kun aalto osuu uuteen väliaineeseen, osa aallosta kimpoaa pinnasta. Pinnan heijastavuus määrittää, kuinka paljon valoa (ja mitä aallonpituuksia) heijastuu ja kuinka paljon absorboituu tai siirtyy.

Kun valo heijastuu, se noudattaa heijastuslakia, jota aallot noudattavat. Tämä tarkoittaa sitä, että heijastuneen valoaallon kulma on sama kuin saapuvan valoaallon tulokulma. Alla olevassa kuvassa on esimerkki:

Heijastuksen tyypit

• Heijastuminen - Heijastuminen tarkoittaa, että valonsäteet heijastuvat pinnasta yhteen suuntaan. Esimerkki tällaisesta heijastuksesta on peili. Heijastumia esiintyy pinnoilla, jotka ovat mikroskooppisen tasaisia, kuten kiillotettu hopea tai sileä vesistö.
• Diffuusi heijastus - Diffuusi heijastus tarkoittaa sitä, että pinta heijastaa valonsäteitä eri suuntiin. Diffuusi heijastus syntyy, kun pinta on mikroskooppisella tasolla karkea. Pinta voi näyttää tai tuntua sileältä, kuten paperinpala, mutta se on itse asiassa mikroskooppisella tasolla karkea. Tämä aiheuttaa sen, että valonsäteet heijastuvat eri kulmista.

Refraktio

Kun valo siirtyy yhdestä väliaineesta (kuten ilmasta) toiseen väliaineeseen (kuten veteen), se muuttaa suuntaa. Tämä on "aaltomaista" käyttäytymistä, ja sitä kutsutaan taittumiseksi. Tällä tavoin valo käyttäytyy kuten muutkin aallot, kuten ääniaallot. Valoaallon nopeus muuttuu myös, kun se siirtyy väliaineesta toiseen.

Voit nähdä esimerkin valon taittumisesta vedessä, jos laitat oljen vesilasiin. Näet, kuinka olki näyttää liikkuvan sivulle. Tämä johtuu siitä, että valoaalto taipuu sen tullessa veteen.

Taitekerroin

Mitatakseen, miten valo käyttäytyy eri aineissa, tutkijat käyttävät taitekerrointa. Se kertoo valon nopeuden suhteen tyhjiössä ja valon nopeuden suhteessa aineessa. Taitekerroin on yhtälö:

n = c/v

jossa n on taitekerroin, c on valon nopeus tyhjiössä ja v on valon nopeus aineessa.

Esimerkiksi veden taitekerroin on 1,33. Tämä tarkoittaa, että valon nopeus tyhjiössä on 1,33 kertaa nopeampi kuin valon nopeus vedessä.

Toinen valon aaltomuotoinen ominaisuus on diffraktio. Kun valoaallot kohtaavat esteen tai kulkevat aukon läpi, ne taipuvat. Valon diffraktio näkyy pilvien ympärillä olevissa hopeakuvioissa sekä CD-levyn pinnalta lähtevän valon kuvioissa (ks. kuva).

Toiminta

Tee kymmenen kysymyksen tietokilpailu tästä sivusta.

Johdatus aaltoihin

Aaltojen ominaisuudet

Aaltojen käyttäytyminen

Äänen perusteet

Sävelkorkeus ja akustiikka

Ääniaalto

Miten nuotit toimivat

Korva ja kuulo

Aaltotermien sanasto

Valo ja optiikka

Johdatus valoon

Valon spektri

Valo aaltona

Fotonit

Sähkömagneettiset aallot

Kaukoputket

Linssit

Silmä ja näkeminen

Tiede>> Fysiikka lapsille