Årskurs: 4-6, 7-9, Gymnasiet
Ämnesområde: Ljus och ljud, Våglära och optik

När solljus färdas genom atmosfären och träffar luftens partiklar sprids ljusets färger olika mycket. Blått ljus sprids ut i alla riktningar medan rött ljus går mera opåverkat rakt fram. Därför ser den molnfria himlen blå ut överallt medan den nedåtgående solen blir röd. Med nedanstående experimentet kan man demonstrera detta spridningsfenomen..

Material

• En genomskinlig avlång plast- eller glasbehållare, minst 20 centimeter lång, med plana ytor. Till exempel ett litet akvarium.
• En diabildsprojektor eller en starkt lysande ficklampa.
• Mjölkpulver/torrmjölk.
• Två bitar styv kartong (5x5 och 2x2 centimeter).
• Hålslag att göra hål med.
• Sax.
• Tejp.
• Vit vägg eller projektorduk.
• Ett par polariserande solglasögon.

Tillverka

(15 minuter)

Klipp till de båda kartongbitarna och slå hål mitt i den lilla med hjälp av hålslaget. Klipp ett större hål i den stora biten och tejpa fast det lilla hålet mitt över det stora. Sätt "hålet" i diaprojektorn och fokusera så att du får en skarp bild av hålet på en vit vägg eller en projektionsduk.

Fyll skålen med vatten och placera den så att ljusstrålen går rakt igenom skålen. Tillsätt mjölkpulver, en nypa i taget, och rör om tills du tydligt ser ljusstrålens väg genom vattnet. Allra bäst syns det om du experimenterar i ett mörklagt rum.

Experimenterar du med en ficklampa bör du inte skicka ljuset genom ett litet hål eftersom ljusstrålen då blir alltför svag. Med ficklampa blir alltså ljusknippet mera utbrett och effekterna lite svårare att se.

Experimentet

Titta på ljusstrålen både uppifrån och från sidorna. Om du gör experimentet med en ficklampa kan du också titta på ljuset rakt framifrån så som bilden visar.

I alla riktningar utom rakt fram ser ljusstrålen blå-vit ut. Rakt fram får du däremot en gul-orange bild av hålet. Har du svårt att se den gul-orange färgen ska du tillsätta lite mer mjölkpulver.

Det vita ljuset från projektorn innehåller alla färger: rött, orange, gult, grönt, blått och violett. När ljuset går genom vattnet krockar det med mjölkpartiklarna. Vid kollisionen sprids en del av ljuset ut i olika riktningar.

Påverkar mer
Blått ljus sprids betydligt mer än rött eftersom det blåa ljuset påverkar partiklarna, och därmed påverkas av partiklarna, mer än det röda. Rött ljus går alltså relativt obehindrat rakt fram, förbi mjölkpartiklarna, medan det blåa ljuset sprids ut i alla riktningar. Du kan se att ju längre sträcka ljuset färdas genom vattnet desto gul-rödare blir ljusstrålen.

På samma sätt är det med solens ljus när det går genom atmosfären. När det blåa ljuset träffar luftens molekyler sprids det i alla riktningar medan det röda fortsätter rakt fram.

Lite violett ljus
När du tittar upp mot himlen ser du alltså det spridda blåa ljuset. Violett ljus sprids ännu mer än blått men eftersom solljuset totalt sett innehåller väldigt lite violett kommer det aldrig att dominera över himlens blåa färg.

Tittar du rakt mot solen ser den gulaktig ut. När solen är på väg upp eller ner färdas ljuset en längre väg genom atmosfären och därmed försvinner också en större del av det blå ljuset. Resultatet blir att den nedåtgående solen ser gul-röd ut när du tittar rakt mot den.

Polariserat ljus
Spridningen av ljus innebär också att ljuset delvis polariseras. Att ljus är polariserat kan man upptäcka genom att titta på det genom ett par polaroidglasögon. När man vrider på glasögonen kommer man att se att ljuset blir mycket svagare i vissa riktningar.

Titta på ljusstrålen i vattnet ovanifrån eller från sidan genom polaroidglasögonen. Vrid på huvudet och se hur ljusstrålens intensitet varierar. (Lättare är kanske att hålla glasögonen framför ögat och vrida glasögonen!)

Prova också att sätta en polarisator mellan projektorn och vattenbehållaren, se figuren.

Då polariseras ljuset innan det går in i vattnet. Tittar man då på ljusstrålen ovanifrån respektive från sidan kan man se att det polariserade ljuset bara sprids i vissa riktningar. För en viss polarisationsriktning sprids ljuset bara uppåt, för en annan sprids det bara åt sidan.

(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)