Årskurs: Gymnasiet
Ämnesområde: Våglära och optik

Med hjälp av vanlig tejp och två polaroider kan du skapa och projicera vackra mönster som påminner om glasmålningar eller mosaiker.

Material

• Två polaroider. Det går fint att använda polaroiderna från ett par gamla solglasögon, men de mönster som du då kan göra blir ganska små. Större polaroider är därför att föredra. Till exempel gjorda för att använda på en overhead-projektor. Finns att köpa hos leverantörer av skolmateriel.
• Genomskinlig, blank tejp. Matt tejp duger inte. Principen "ju billigare desto bättre" verkar fungera!
• En overhead-film att klistra tejpen på. Vill man ha ett styvare material rekommenderas en plexiglasskiva.
• En overhead-projektor, alternativt en diaprojektor.

Tillverka

Börja med att testa så att tejpen du använder är lämplig. Fäst en bit tejp på en overhead-film och placera filmen mitt emellan två korslagda polaroider. När polarioderna är korslagda kommer inget ljus igenom dem och de ser alltså helt svarta ut. 

Lägg allt på en overhead-projektor. Om du ser tejpbiten - och hur den växlar mellan att vara ljus och mörk när du roterar den övre polaroiden - så fungerar tejpen.

Experimentet

Fäst nu många tejpbitar kors och tvärs över overhead-filmen. Se till att få flera områden med olika tjocka tejplager. Lägg in filmen mellan polaroiderna och vrid den övre polaroiden. Om mönstret inte är tillräckligt spektakulärt får du lägga till mer tejp.

Olikfärgade figurer
Du kan skapa figurer i olika färger. Testa hur många lager som behövs för att åstadkomma en viss färg. Sedan kan du använda sax för att klippa till önskad figur. 

En utmaning kan till exempel vara att skapa en svensk flagga - blå och gul. När du sedan vrider polaroiden byter flaggan helt karaktär - och nationalitet!

Vad är det som händer?

Färgerna som du ser orsakas av att det polariserade ljuset tar sig fram med olika hastighet genom tejpen beroende på hur polarisationsriktningen förhåller sig till "tejpriktningen". Ett sådant material kallas för dubbelbrytande. 

Långa polymerer
I genomskinlig tejp ligger de långa polymermolekylerna sträckta i tejpens längdriktning. Ljus som är polariserat parallellt med denna riktning utbreder sig långsammare än ljus som är polariserat vinkelrätt mot molekylernas riktning. 

Två ljuskomponenter
När det polariserade ljuset kommer in i tejpen är svängningsriktningen i allmänhet skild från molekylriktningen. Vi kan då tänka oss ljuset uppdelat i två komponenter. En del som svänger parallellt med molekylriktningen och en del som svänger vinkelrätt mot. 

Med olika fart
Dessa båda komponenter går genom tejpen med olika fart. Då de går in i tejpen svänger komponenterna i takt, det vill säga i fas, men när de gått igenom tejpen svänger de inte längre i takt. Det betyder att komponenterna då de möts efter tejpen kombineras ihop till ett ljus med en annan polarisationsriktning än den ursprungliga.

Man kan alltså se det som om tejplagren vridit ljusets polarisationsriktning, se figuren..

Eftersom olika färger tar sig fram genom tejpen med varierande fart, kommer det vita ljusets alla färger att vridas olika mycket. När ljuset passerat de ojämnt tjocka tejplagren ser vi därför skilda färger då vi vrider den övre polaroiden.

Figuren är gjord efter en förlaga i Paul Hewitts bok "Conceptual Physics". Läs mer om polariserat ljus i denna utmärkta bok.

En tom diaram

 Du kan också experimentera med en diaprojektor. Tag en tom diaram och tejpa kors och tvärs över öppningen. Placera en polaroidbit i projektorn, precis bakom diaramen med tejpen.

Egen ljusshow
Håll en andra polaroid precis framför projektorns objektiv/lins. Vrid polaroiden och se hur mönstret på väggen varierar. Du har skapat din egen ljusshow i miniformat!

(Materialet ingår i Science Snacks och är översatt av NRCF med tillstånd av The Exploratorium, San Francisco.  Besök deras hemsida för mer inspiration, ny flik)