Inngangur

Yfirlit kafla

• 17.1 Skilningur á bylgjubeygju og samliðun
• 17.2 Notkun bylgjubeygju, samliðunar og samheldni

Stuðningur við kennara

• Rifjið upp hugtök tengd bylgjum og útbreiðslu bylgna. Minnið nemendur á að í fyrri kafla lærðu þeir um geislaeðli ljóss og fyrirbæri sem skýra má með geislum. Þar á meðal voru endurkast og ljósbrot og tengd not, svo sem bognir speglar og linsur. Útskýrið að í þessum kafla munu þeir skoða hegðun ljóss sem skýrð er með ljósi sem bylgjum. Það felur í sér bylgjubeygju og samliðun, eins og ljós sýnir þegar það fer í gegnum þröngar raufar. Að lokum munu þeir skoða not tengd bylgjum, þar á meðal leysa, litrófssjár og upplausn sjóntækja.

• Rifjið upp að ljóshraði er grunnfasti. Hann er einnig mesti mögulegi hraði.

• Berið saman líkindi og mun ljósbylgna, hljóðbylgna og vatnsbylgna. Ræðið hlutfallslegan hraða, bylgjulengdir, útbreiðsluaðferðir, langs- á móti þverbylgjum og miðla.

• Biðjið nemendur að rifja upp bylgjuhegðun sem þeir hafa séð á yfirborði vatns. Skilja þeir hvernig þessar bylgjur breiðast út? Hafa þeir séð tvær bylgjuframhliðar víxlverka? Geta þeir lýst mynstrum af öldutoppum og öldudölum?

• Biðjið nemendur að bera saman hraða ljóss, hljóðs og vatnsbylgna. Leiðréttið allan stóran misskilning um hlutfallslegan hraða. Ljós ferðast um milljón sinnum hraðar en hljóð, sem ferðast um hundrað sinnum hraðar en vatnsbylgjur.

Skoðaðu geisladisk undir hvítu ljósi og taktu eftir litunum sem sjást og hvar þeir birtast á disknum. Notaðu diskinn til að kanna litróf nokkurra ljósgjafa, til dæmis kertaloga, glóperu og flúrljóss. Ef þú hefur einhvern tíma horft á rauða, bláa og græna liti í sápukúlu í sólarljósi og velt fyrir þér hvernig gulleitt sápuvatn geti myndað þá, hefur þú rekist á eitt af mörgum fyrirbærum sem aðeins er hægt að útskýra með bylgjueðli ljóss. Þetta og önnur áhugaverð fyrirbæri, svo sem ljóstvístrun hvíts ljóss í regnbogaliti þegar það fer í gegnum þrönga rauf, er ekki hægt að útskýra að fullu með geislaljósfræði. Í slíkum tilvikum víxlverkar ljós við smáa hluti og sýnir bylgjueiginleika sína. Viðfangsefni þessa kafla er sú grein ljósfræðinnar sem fjallar um hegðun ljóss þegar bylgjueiginleikar þess koma fram.

Stuðningur við kennara

Áður en nemendur hefja þennan kafla er gagnlegt að rifja upp eftirfarandi hugtök:

• Markverðir tölustafir – sýnið hvernig á að fá réttan fjölda markverðra tölustafa við samlagningu og margföldun.
• Vísindaritháttur og hvernig hann tjáir markverða tölustafi.
• Umreikningur eininga – sýnið hvernig á að umreikna úr km/klst. í m/s; rifjið upp lengdareiningar metrakerfisins, þar á meðal nanómetra, metra og kílómetra; og sýnið hvernig einingar styttast út í útreikningum.
• Útbreiðsla bylgna, þar á meðal bylgjulengd, tíðni og útslag.
• Brotstuðull.
• Hornaföll og andhverf föll.