Opticlab12in1

Innehåll i satsen

Satsen inkluderar komponenter för att utforska ljus och optik. Dessa är:

1. En ficklampa.
2. En ljusstyrningsplatta.
3. En konvex lins.
4. En konkav lins.
5. En prisma.
6. Ett rött filter.
7. Ett grönt filter.
8. Ett blått filter.
9. En periskopplatta.
10. Fem plastspeglar (34 mm x 125 mm).
11. En platta för magisk myntbank.
12. En innerplatta för magisk myntbank.
13. En plastspegel (89 mm x 125 mm).
14. En platta för nålögonkamera.
15. En halvgenomskinlig reflektionsyta.
16. En ramplatta för reflektionsytan.
17. Ett objektiv.
18. En okulär.
19. Ett okulärrör.
20. Ett rör ring.
21. Ett fokuseringsrör.
22. Ett teleskoprör.
23. En okulär.
24. Ett avtagbart lock.
25. Två plastiska rördelar (vänster, höger).
26. Ett objektkammare.
27. En plastplatta.
28. Färgade pärlor.

Batterier som används är 2 x 1,5 V AAA (ingår inte).

Förberedelser

Installation och byte av batterier i ficklampan

1. Vrid framdelen av ficklampan moturs för att lossa den från kroppen, som visas i bilden.
2. Ta bort glöden och metallringen från kroppen.
3. Använd en skruvmejsel för att ta bort den vita plastringen.
4. Placera två AAA-batterier i kroppen med rätt polaritet.
5. Sätt tillbaka plastringen, glöden med metallring och framdelen.
6. Vrid framdelen medurs för att säkra den.

Byte av glöde

Ficklampan använder en glöde på 3 V, 0,2 A, TL-3.

1. Vrid framdelen moturs och ta bort den.
2. Ta bort den gamla glöden med metallring från kroppen.
3. Vrid den gamla glöden moturs för att lossa den från metallringen.
4. Vrid den nya glöden medurs för att fästa den i metallringen.
5. Placera tillbaka glöden och metallringen i kroppen.
6. Säkra framdelen genom att vrida medurs.

Användning av ficklampan

Vrid knappen på undersidan till ON för att tända lampan.

Experiment 1: Ljusfilter

Material

• Ficklampa.
• Ljusstyrningsplatta.
• Rött, grönt och blått filter.
• Ett vitt papper.

Steg

1. Placera ett filter framför ficklampan och tänd den. Rikta ljuset mot det vita pappret och notera färgen.
2. Kombinera två filter med olika färger. Prova sedan med tre filter. Testa flera kombinationer.

Förklaring

Filtren släpper igenom vissa färger medan de blockerar andra. Ett rött filter tillåter rött ljus att passera och absorberar resten, vilket resulterar i rött ljus.

Experiment 2: Ljusets reflektion

Material

• En spegel (34 mm x 125 mm).
• Ficklampa.
• Ljusstyrningsplatta.
• Ett vitt papper (cirka 300 mm x 210 mm).
• Modellera för att hålla spegeln och plattan upprätt.
• En gradskiva för vinkelmätning.
• En linjal.

Steg

1. Använd ljusstyrningsplattan med ett smalt snitt vid den vita linjen.
2. Placera ficklampan och plattan på det vita pappret. Fäst plattan med modellera. Tänd lampan så att ett smalt ljusstråle passerar genom snittet längs ytan.
3. Ställ spegeln med modellera så att strålen träffar mitten av spegeln.
4. Spåra strålens väg till och från spegeln med linjalen. Minska belysningen för bättre synlighet.
5. Markera den inkommande och reflekterade strålen.
6. Mät vinklarna (infallsvinkel i och reflektionsvinkel r) med gradskivan. Notera relationen i tabell 1.
7. Upprepa fyra gånger med varierande infallsvinklar.

Tabell 1

Test	Infallsvinkel (i)	Reflektionsvinkel (r)
1
2
3
4
5

Förklaring

Reflektionen följer principen att infallsvinkeln är lika med reflektionsvinkeln (i = r). Detta gäller för släta ytor som speglar.

Experiment 3: Bygg en periskop

Material

• Periskopplatta.
• Två plastspeglar (34 mm x 125 mm).

Steg

1. Vik periskopplattan till en lådaform.
2. Placera de två speglarna i öppningarna med reflekterande sidor mot varandra. Ta bort skyddsplasten först.
3. Titta in i en spegel för att se objektet framför den andra spegeln.

Förklaring

Periskopen använder speglar för att böja ljuset genom ett rör. Ljuset från ett objekt reflekteras 90 grader av den övre spegeln, ner genom röret och sedan till ögat av den nedre spegeln. Denna version bygger på platta speglar.

Experiment 4: Bygg en magisk myntbank

Material

• Platta för magisk myntbank.
• Innerplatta för magisk myntbank.
• En plastspegel (89 mm x 125 mm).

Steg

1. Vik plattan för magisk myntbank till en låda.
2. Placera innerplattan i botten med den svarta sidan uppåt.
3. Placera spegeln diagonalt inuti med reflekterande sidan nedåt. Ta bort skyddsplasten. Stäng lådan.
4. Titta på banken framifrån; den verkar tom. Försök placera ett mynt i hålet uppifrån och se om det syns.

Förklaring

Myntet göms bakom spegeln, som reflekterar innerplattan och skapar illusionen av en solid bakvägg.

Experiment 5: Konvex lins

Material

• Ficklampa.
• Ljusstyrningsplatta.
• Konvex lins.
• Ett vitt papper.

Steg

1. Gör tre smala snitt i ljusstyrningsplattan vid vita linjer.
2. Placera ficklampan, linsen och plattan på vitt papper med lampan minst 20 mm från plattan för parallella strålar.
3. Mörklägg rummet och tänd lampan. Strålarna från plattan träffar linsen och möts vid brännpunkten.
4. Flytta linsen för att observera förändringar i brännvidden.

Förklaring

En konvex lins fokuserar parallella strålar vid brännpunkten (f). Strålar genom mitten passerar oavbrutna, och de längs optisk axel träffar f. En verklig, inverterad och minskad bild bildas där strålar möts.

Experiment 6: Konkav lins

Material

• Ficklampa.
• Ljusstyrningsplatta (från experiment 5).
• Konkav lins.
• Ett vitt papper.

Steg

1. Använd samma platta som i experiment 5.
2. Placera ficklampan, linsen och plattan på vitt papper med lampan minst 20 mm från plattan.
3. Mörklägg rummet och tänd lampan. Strålarna sprids efter linsen.
4. Spåra de spridda strålarna och extrapolera dem bakåt.

Förklaring

En konkav lins sprider strålar som verkar komma från en virtuell brännpunkt (f). Strålar genom mitten passerar oavbrutna. En virtuell, upprätt och minskad bild bildas, som inte kan projiceras på papper.

Experiment 7: Bygg en kalejdoskop

Material

• En okulär.
• Ett avtagbart lock.
• Två plastiska rördelar.
• Tre plastspeglar.
• Ett objektkammare.
• En plastplatta.
• Färgade pärlor.

Steg

1. Anslut de två rördelarna.
2. Placera de tre speglarna i röret med reflekterande sidor inåt i spåren. Ta bort skyddsplasten.
3. Anslut okulären till röret.
4. Ta bort skyddsplasten från plastplattan och placera den i objektkammaren.
5. Anslut kammaren till resten.
6. Lägg i färgade pärlor och små föremål med utrymme för rörelse.
7. Täck med locket.

Användning av kalejdoskopet

1. Justera okulären för skarp bild av pärlorna. Belysning förbättrar mönstren.
2. Vrid röret långsamt för att se pärlorna rulla och reflekteras i nya mönster.

Förklaring

Ljus reflekteras mellan speglarna från pärlorna, vilket skapar symmetriska mönster. När pärlorna rör sig bildas nya kombinationer.

Experiment 8: Konvex lins som förstoringsglas

Material

• Objektiv.

Steg

1. Se till att det finns gott om ljus för att läsa text.
2. Håll objektivet över texten och variera avståndet.
3. Titta genom linsen och hitta det optimala avståndet för klar förstorad bild. Jämför storlekar.

Förklaring

Objektivet är en konvex lins som skapar en förstorad, upprätt virtuell bild när objektet är mellan linsen och brännpunkten. Strålar illustrerar passagen genom linsen.

Experiment 9: Handhållen mikroskop

Material

• Okulärrör.

Steg

1. Okulärröret har två konvexa linser, en i varje ända. Håll det stadigt över ett objekt och justera avståndet för klar bild. Använd naturligt ljus eller ficklampa.
2. Jämför bildens storlek med objektet för att uppskatta förstoringsgraden.

Förklaring

I ett mikroskop placeras objektivet nära objektet och okulären nära ögat. Okulären förstorar objektivets bild till en virtuell upprätt bild. Total förstoringsgrad beror på linsernas egenskaper, och stark belysning behövs för klarhet.

Experiment 10: Bygg en nålögonkamera

Material

• Nålögonkamera platta.
• Halvgenomskinlig reflektionsyta.
• Ramplatta för reflektionsytan.
• Lite lim.
• Svart tejp.

Steg

1. Fäst halvgenomskinlig reflektionsyta på ramplattan med lim.
2. Montera reflektionsytan inuti nålögonkamera plattan med lim och tejp för att skapa ett mörkt utrymme.
3. Gör ett litet hål i plattan som nålöga.
4. Rikta hålet mot ett upplyst objekt i ett mörkt rum och titta på reflektionsytan för att se bilden.

Förklaring

Nålögonkameran fokuserar ljus genom ett litet hål utan lins och projicerar en inverterad bild på den halvgenomskinliga ytan. Ljuset från objektet passerar hålet och bildar en verklig bild direkt på ytan.