Fysssssik

Lys

Et spørsmål som folk som tenker for mye har spurt så lenge vi kan huske er ”hvordan kan vi se tingene rundt oss?”. Og de som virkelig overarbeider hjernene sine legger til ”hva er det ved disse tingene som gjør at de har forskjellige farger?”. Greit nok, det er ganske interessante spørsmål når de først er blitt stilt, men de første som begynte å dedikere tid til å finne ut av dette her kan seriøst ikke ha hatt så mye annet å gjøre på. Men de kom frem til læren om lys. Hvilket gav oss lysende musematter og selvlysende kroppsmaling. Som er kult.

Vi er alle avhengige av den informasjonen som kommer til oss gjennom lys for å komme gjennom hverdagen. Hvis ikke man er blind. (Da er man mer ”fuck you lys, jeg trenger deg ikke jeg har like, supersonic hørsel og shit. Daredevil-style. Oh yeah. Men kan noen vise meg hvor dopapiret er, jeg må bommelomme.)
Ved hjelp av lys får vi (de seende) kunnskap om fjerne stjerner og galakser, og om det virvaret av elektroner, protoner og nøytroner som danner atomer, det vil si mennesker, sjokolade, internett og det meste annet, faktisk alt annet, i historien. Og verdensrommet. Ever.

To oppdagelser ved overgangen til 1900-tallet fikk avgjørende betydning for kunnskapen vi i dag har om naturen: Målinger av lysfarten sannsynlighetsgjorde Einsteins relativitetsteori (vitenskapsmenns svar på sjokoladefontener og bikinikledde supermodeller. Som bader i sjokoladefontenen. Og vil ha selskap), og oppdagelsen av hvordan lys virker på fotoceller, satte forskerne på sporet av hva elektronene, protonene og nøytronene faktisk bedriver. Hvilket er kult. Visstnok.


Refleksjon. Absorpsjon. Transmisjon.
Når lys går gjennom luft og treffer noe annet (la oss si glass), kan det bli reflektert (speilbilde i et vindu?), absorbert (glasset blir varmt) eller transmittert (solen skinner, det er tidlig morgen, noen åpner gardinene. Helvete skjer. Lyst. Du våkner. Not cool.). Vanligvis er det en blanding av de tre. Det at glasset blir varmere når lyset skinner på det betyr at lys transporterer energi, og at energien i lyset blir til varme når det blir absorbert. Noe maurdrepende snørrunger har visst i årevis.

Hvitt papir og snø reflekterer mye av lysstrålingen, blankpolert sølv enda mer. Faktisk opp til 99% av lyset blir reflektert av polert sølv og aluminium. En svart genser reflekterer nesten ikke noe av lyset. Den absorberer det meste. Og blir forferdelig varmt. Svarte sommerkjoler skjer sjeldent.

Når lys faller vinkelrett inn på glasset, reflekteres omtrent 4% av lyset. Ikke mye altså. Det meste blir transmittert (lav morgensol = not cool), hvis ikke glassplaten er seriøst tykk. Når lyset kommer skrått inn på glasset blir mye mer lys reflektert. Derfor er det mulig å se mannen tre seter foran deg plukke seg i nesen på bussen, men hvis du ser på deg selv i vinduet er det nesten umulig å se deg selv plukke deg i nesen.

Refleksjonsloven
Allrighty! Skinn en lysstråle inn mot et speil (hvis du tilfeldigvis har en konserntrert lysstråle fra en laser og er en supervillain i the Powerpuff Girls, bruk den). Den strålen som kommer ut av laseren og treffer speilet kaller vi for innfallstrålen. Strålen som blir kastet tilbake fra speilet kaller vi for refleksjonsstrålen (duh). Tenk deg at du har en linje som står vinkelrett på speilet fra det punktet innfallstrålen treffer, denne linjen kaller vi innfallsloddet. Og tenk deg så at du har en flate som står vinkelrett på speilet og går igjennom refleksjonsstrålen og innfallstrålen. Denne kaller vi for innfallsplanet. Vinkelen mellom den innfallende strålen og innfallsloddet kaller vi for innfallsvinkelen (sjokk!), og vi bruker symbolet for den greske bokstaven alfa (som jeg ikke vet hvordan man får til på datamaskinen) og en liten i for å beskrive denne. På den andre siden blir vinkelen mellom den reflekterte strålen og innfallsloddet kalt for refleksjonsvinkelen, og markert med alfar.

Innfallsvinkelen og refleksjonsvinkelen er alltid like store, og begge ligger i innfallsplanet. Vi kaller refleksjonsloven for en naturlov (fordi vi har lyst). Skrevet matematisk blir det alfar=alfai. En utrolig mengde ord for å beskrive et utrolig enkelt fenomen egentlig. Men there you have it.

Speiling og diffus refleksjon
Refleksjon kommer i to varianter. Hvis du skal se deg selv eller neseplukkende busspassasjerer i en overflate må den være jevn og glatt. En matt overflate er ujevn, og ikke så fantastisk nyttig for din neseplukkende fetish. Forklaringen på dette er at hvis speilet er plant, altså jevnt, så er alle innfallsloddene paralelle. På en ujevn overflate vil innafllsloddene ha forskjellig retning fra punkt til punkt.

Når du ser på et objekt i et speil, så ser det ut som om strålene fra et punkt på objektet (la oss si en ølflaske. Mmm… øl…) kommer fra et punkt bak speilet. Denne innbilte plasseringen av ølet kalles det virtuelle (innbilt eller tenkt, som de fleste tenåringsgutters evne til å oppføre seg som sinnsfriske mennesker) bildet av ølet. Den innbilde plasseringen av ølet er like langt bak speilet som den egentlig plasseringen av ølet er foran speilet. Refleksjonslov ftw.

En ikke jevn overflate, som for eksempel papir (papir er full av porer, pittesmå, men gjør allikevel en stor foskjell), gir det vi kaller en diffus refleksjon. Det at refleksjonen er diffus gjør at vi kan se overflaten på papiret, i for eksempel helt glattpolert sølv ser vi bare refleksjonen av ting rundt flaten. Det at du kan se skitt på speil er fordi at skitten ligger oppå speilet og gjør at flaten da ikke blir helt jevn. Og/eller at du har tegnet på speilet med tusj.

BrytningOK! Nå kommer en ekstremt komplisert forklaring. I en ekstremt lang setning. Men forhåpentligvis maker den sense likevel. Når en lysstråle kommer fra luft og treffer grenseflaten mellom luft og glass. Er det bare en liten del av lysstrålen som blir reflektert