Ärligt talat så är det ganska häftigt att man kan titta i en spegel och se en bild av sig själv reflekteras i glaset. Dessutom är bilden otroligt tydlig (om än beroende på spegelns kvalitet, förstås).
Alla våra drag och detaljer syns klart och tydligt i reflektionen. Vi är ett av få däggdjur på planeten som faktiskt kan känna igen oss själva genom vår spegelbild, ändå tar vi det för givet.
Har du någonsin stått vid en spegelblank sjö och studerat vattnets reflektion av omgivningen? Det är helt magiskt!
Har du någonsin ropat högt inuti en lång tunnel och hört din röst komma tillbaka hundra gånger om? Har du någonsin blivit röntgad? Har du någonsin sett en regnbåge?
Poängen med alla dessa frågor är att påvisa att reflektion finns överallt runt om oss - hela tiden! Du ser säkerligen en reflektion av dig själv i din skärm i detta nu om du kikar efter?
Men vad är egentligen en reflektion? Vad är det som gör att bilden av dig själv speglas tillbaka till dig? Varför är inte alla objekt reflekterande?
Faktum är att reflektion är ett vetenskapligt fenomen, men det är lyckligtvis ett fenomen som är relativt enkelt att förstå sig på. I den här artikeln ska vi berätta mer om just reflektion och det hela börjar med vetenskapen om vågor.
Ingen reflektion utan vågor
Vetenskapen om reflektion börjar med vågor - ljusvågor, ljudvågor, seismiska vågor, ja - vilken typ av våg som helst. Men vad är egentligen dessa vågor?
Jo, vågor är störningar eller variationer som genom överför energi från en punkt till en annan genom sina rörelser. Eller från en punkt till många andra punkter.
Energin färdas i raka linjer från vågens källa och stör det medium som den färdas genom när den färdas. Du har säkert sett diagram över olika typer av vågor under dina NO-lektioner.
Vanligtvis får man se bilder av transversella vågor, det vill säga, de vågor som har toppar och dalar. Men det finns även longitudinella vågor där störningen är parallell istället för vinkelrät i förhållande till energins färdriktning.
Det låter kanske lite klurigt. Kort sagt så kan man säga att beroende på vilken typ av våg man talar om (longitudinell eller transversell, mekanisk eller elektromagnetisk) och dess våglängd (i huvudsak vågens storlek) så färdas vågorna på olika sätt genom olika medier.
Transversella vågor - t.ex. rörelsen hos en gitarrsträng - kan endast färdas genom fasta material. Ljudvågor - som är longitudinella - kan färdas genom allt ifrån fasta material, vätskor och gaser.
Elektromagnetiska vågor
Det är viktigt att notera att elektromagnetiska vågor också är transversella. Dessa faller dock inom en annan kategori eftersom de inte behöver något materiellt medium att sprida sig genom. De skapar ett magnetfält som gör att de kan "sprida sig själva".
Tack vare detta kan de även färdas i vakuum, men det finns fortfarande fasta material och gaser som hindrar dem. Du kan exempelvis höra vardagsrummets radio ända in till ditt sovrum, men inte se ljuset från vardagsrummets lampa. Detta trots att båda deras vågor är elektromagnetiska.
Ljusets våglängd är mycket mindre än radiovågornas våglängd. Det är våglängden som avgör vågornas egenskaper vad gäller absorption, reflektion eller energiöverföring.
Vad är reflektion?: Fysik
Låt oss prata lite mer om just reflektion. Känner du till någon bra definition av fenomenet reflektion?
Reflektion kan definieras som den abrupta förändring som sker vad gäller vågens riktning då den möter gränssnittet mellan två olika medium och går tillbaka till det medium den kom ifrån. När ljus (som färdas genom luft) träffar en reflekterande yta studsar det tillbaka.
Den förändring som sker vad gäller vågornas riktning kan enbart ske vid ett gränssnitt, det vill säga, mellan två medium.
Ljusvågor
Ljus är vanligtvis den typ av våg som diskuteras i samband med reflektion. Det beror bland annat på att det är en typ av reflektion vi ofta ser och uppmärksammar.
Men ljus reflekteras inte av alla ytor, eller hur? När du tittar på en tegelvägg så reflekterar den inget ljus. Det beror på att det typ av material som en ljusvåg möter avgör hur ljusvågen påverkas. Passa på att ta reda på mer om transversella och longitudinella vågor.
När ljusvågor möter ett gränssnitt kan olika fenomen ske:
- Transmission - När ljuset passerar genom ett material, t.ex. ett genomskinligt material. Detta innefattar refraktion - det vill säga, att ljuset passerar in i ett annat medium som saktar ner dess vågor.
- Absorption - När ljuset går in i ett annat medium som absorberar dess energi och omvandlar den till en annan typ av energi (t.ex. värmeenergi).
- Spegelreflektion - När ljuset reflekteras på ett sådant sätt att det ger en spegelliknande effekt. Ljuset reflekteras från en slät yta och i en bestämd vinkel.
- Diffus reflektion - När ljuset reflekteras från en ojämn yta och så att dess vågor sprids. I dessa fall går den spegelliknande bilden förlorad.
Även om spegelreflektion är vad vi generellt sett uppfattar och beskriver som reflektion så reflekterar i själva verket alla ytor ljus, förutom de som absorberar det.
Din hud, datorns tangentbord, ditt hus och dina djur...bokstavligen allt som du kan se reflekterar ljus. Annars skulle du inte kunna se det. Lär dig mer om vågornas egenskaper.
Reflektionslagen
En av de viktigaste sakerna att lära sig när man studerar ljusets reflektion är den så kallade reflektionslagen. Enkelt uttryckt så kan man säga att reflektionslagen innebär att infallsvinkeln är lika med reflektionsvinkeln. Känns det knepigt att förstå? Då kanske fysik läxhjälp kan hjälpa dig på vägen?
Alltså: vinkeln mellan den infallande ljusstrålen och spegeln är lika stor som vinkeln mellan den utgående ljusstrålen och spegeln. Om man drar en nittio-gradig linje (en rät vinkel) från den reflekterande ytan så mäts infalls- och reflektionsvinklarna mellan den infallande vågen och normalen.
Om ljuset kommer in genom en fyrtiofem-gradig vinkel kommer det också att reflekteras i en fyrtiofem-gradig vinkel. Detta gäller dock enbart för ytor som är "släta".
Vad gör en yta reflekterande?
Du känner säkerligen igen en reflekterande yta när du ser den. Den är i princip glänsande och du kan se ditt eget ansikte i den. Att du kan se dig själv förklarar förstås inte varför ytan är glänsande och reflekterande...
Så vad beror det egentligen på att vissa ytor är reflekterande och andra inte? Det som avgör en ytas reflektionspotential har inte enbart att göra med hur "jämn" en yta är...
Elektroner
Materialets och ytans reflektionsförmåga avgörs snarare av elektroner. De subatomära partiklarna vibrerar på olika frekvenser beroende på materialet.
Men ljusvågor har också olika frekvenser. Det vi kallar "ljus" är egentligen ett urval av en massa olika frekvenser och våglängder. När en viss ljusvåg möter ett visst material vars elektroner har samma vibrationsfrekvens så absorberas ljusvågen.
Men när elektronernas vibrationsfrekvens inte är densamma som ljusvågens frekvens så reflekteras ljuset istället. Fascinerande, eller hur?
Kom ihåg att varje yta du ser är reflekterande. Ändå har de olika ljusvågorna (som ansvarar för alla olika färger) olika frekvenser. Detta innebär att vissa ljusvågor kan absorberas av vissa material, medan andra reflekteras.
Det ger oss material med olika färger! Passa även på att lära dig mer om olika ljudvågor.
Vad är refraktion?
Kommer du ihåg att ett av de fenomen som sker med ljuset när det når ett gränssnitt kallas för transmission? Det innebär att ljusvågorna bara fortsätter och fortsätter att gå.
Vad gäller just ljusvågor så kan detta fenomen endast ske i kombination med genomskinligt glas - och riktigt klart vatten. När ett medium inte är helt genomskinligt (eller om mediet är relativt stort) så kan överföringen ändå ske.
Ljusvågen kommer dock att sakta ner och som ett resultat av detta så kommer den även att ändra riktning. Detta är den process som kallas refraktion.
Ett av de vanligaste exemplen på refraktion är ett glasprisma. Dessa triangulära föremål har en effekt på ljuset som innebär att ljusvågorna sprids i alla regnbågens färger. Det beror på att alla ljusvågor saktar ner i sin egen takt.
Tycker du om artikeln? Visa det gärna!
Loading...
