Forsøk og praktisk arbeid

Passer for

  • ungdomstrinn 8-10

Tidsbruk

  • 30 min

Laserstråle i sukkervann

Hva skjer når en laserstråle sendes gjennom et kar med sukkervann?

 

 

I karet skal vi ha sukker­vann. Sukkerkonsentrasjonen skal være størst nederst i karet og avta oppover. Det er mest sukker i vannet like over bunnen, mindre oppover.

Vi helte vann i karet først til en høyde av 5 cm eller mer, og så strødde vi i sukker så det stod omtrent 1 cm opp fra bunnen. Da er vannet til å begynne med uklart, og det tar kanskje et par minutter før du kan bruke det. Hvis det har satt seg fast sukkerrester eller luftbobler på sideflatene i karet, må du forsiktig feie dem vekk med f.eks. en pensel eller en trepinne.

Øverst: Strålen går bare i luft og treffer en skjerm et par desimeter unna. Nederst: Karet er skjøvet på plass.Vi har hatt ørlite skummamjølk i vannet for å se strålen i karet.

 

Så skal vi sende laserstrålen gjennom vannet. Først lar vi strålen gå utenom karet, og vi merker av det stedet der strålen treffer veggen et stykke unna. Bruk teip som merke så du ikke skjemmer veggen. Så skal strålen gå gjennom vannet, nokså høyt oppe. Strålen treffer omtrent i den høyden du satte merket. Så senker vi laseren gradvis. Hvis du bruker bøker til stabling, kan du etter hvert bruke en mindre og mindre del av den øverste boka.

 

En annen oppstilling der strålen treffer veggen omtrent halvannen meter unna

Når strålen begynner å nærme seg sukkeret, ser vi at den treffer lavere på veggen. Strålen blir altså bøyd nedover i sukkerløsningen. Når strålen er svært nær sukkeret, men uten å komme helt nedi, har flekken på veggen strukket seg ut til en flere desimeter lang loddrett stripe.

Faglig forklaring

Når en lysstråle kommer på skrå ned mot f.eks. overgangen fra luft til vann, blir strålen brutt slik at den i vannet blir nærmere loddrett enn i lufta. Vi kan si at strålen blir brutt inn i vannet, inn i det området som har størst brytningsindeks. Når strålen går i sukkerløs­ningen har undersida av strålen større sukkerkonsentrasjon enn oversida. Da er også brytningsindeks større der. Strålen blir brutt inn i området med størst brytningsindeks og danner på den måten en krum bane.

Kommentarer/praktiske tips

Når solstråler tidlig om morgenen kommer mot oss praktisk talt parallelt med jordoveflata, har de størst konsentrasjon av luft på undersida. Der er også brytningsindeks størst. Strålene blir bøyd nedover. Derfor ser vi sola litt før den rette linja fra oss til sola er over horisonten.

Om utstyret: Lasere i form av en "pekeblyant" eller et vater fins nå i svært mange hjem. Plastkaret må ha loddrette vegger sånn at lyset kan gå tvers gjennom uten å bli bøyd av. Slike kar fins ofte i dører på kjøleskap, eller de kommer som etuier for skruer eller andre småting.

Aktuelle kompetansemål i læreplanen

Læreplan i naturfag

  • Etter 10. årstrinn
    • Fenomener og stoffer
      • gjennomføre forsøk med lys, syn og farger, og beskrive og forklare resultatene

Materialer og utstyr

  • Laser
  • Gjennomsiktig, firkantet plastkar
  • Sukker
  • Bøker til stabling
  • Halvmørkt rom
Naturfaglig språk

Fagspesifikke begrep

  • Laser

Kan utføres i sammenheng med

Nettressurser

(forskning.no)