Refleksion og brydning (overblik)

Fysik C · STX · C-niveau · Bølger og lys (basis)

⚛️ Refleksion og brydning (overblik)

Refleksion: indfaldsvinkel = udfaldsvinkel (begge målt fra normalen).

Brydning (refraktion): lys ændrer hastighed (og retning) når det går fra ét medium til et andet.

Snellov: n₁·sin(θ₁) = n₂·sin(θ₂).

• n = brydningsindeks (vakuum = 1, vand = 1,33, glas ~1,5, diamant 2,42).

Eksempel: Lys går fra luft (n=1) til vand (n=1,33). Indfaldsvinkel 30°.

sin(θ_2) = (1·sin(30°))/1,33 = 0,376 → θ_2 = 22° (lys bøjes mod normalen).

Total intern refleksion: lys fra højere n til lavere n kan totalt reflekteres ved kritisk vinkel. Optiske fibre udnytter dette til datatransmission.

Linser:

• Konveks (samlende): stråler samles i brændpunkt.
• Konkav (spredende): stråler spredes.

Eksempel anvendelse: Briller (langsynet → konveks; nærsynet → konkav).

Centrale begreber

• n = brydningsindeks (vakuum = 1, vand = 1,33, glas ~1,5, diamant 2,42).
• Konveks (samlende): stråler samles i brændpunkt.
• Konkav (spredende): stråler spredes.

Læringsmål

• Anvende Snells lov n₁·sin(θ₁) = n₂·sin(θ₂) til beregning af brydningsvinkel
• Beregne kritisk vinkel for total intern refleksion (sin(θ_c) = n₂/n₁) og forklare optiske fibres funktion
• Skelne konveks og konkav linse og forklare hvad de gør med parallelle lysstråler (samling/spredning)
• Forklare regnbuens fysik: brydning + dispersion i vanddråber (violet brydes mest, rød mindst)
• Beregne brydningsindeks fra lyshastighed i medium: n = c/v_medium

Sådan kan du arbejde med emnet

• Snells lov: lys går fra glas (n=1,5) til luft (n=1) med indfaldsvinkel 30°. Hvad er brydningsvinklen?
• Kritisk vinkel for glas (n=1,5) mod luft: beregn θ_c. Under hvilken vinkel opstår total intern refleksion?
• Lyshastighed: beregn v i vand (n=1,33) og i diamant (n=2,42). Hvad er det som % af c = 3·10⁸ m/s?

Faglige pointer

Eksempel: Lys går fra luft (n=1) til vand (n=1,33). Indfaldsvinkel 30°.

Eksempel anvendelse: Briller (langsynet → konveks; nærsynet → konkav).