Valo ja varjo [korvaa FYH109]

Leon hakee retkeilyvarusteita kellarista. Yhtäkkiä valo sammuu! On niin pimeää, että Leon ei näe mitään. Onneksi hänellä on sähkölamppu. Hän voi käyttää sen valoa auttaakseen häntä näkemään asioita.

Valo on energian muoto, jota säteilee esimerkiksi tuli, sähkölamput, tai tähdet, mukaan lukien aurinkomme. Jokin valoa säteilevä on valonlähde. Valo valonlähteestä kulkee tilan halki kaikkiin suuntiin, mutta aina vain suoria linjoja. Suurin osa ympärilläsi olevista asioista ei kuitenkaan säteile valoa. Miten voit silti nähdä ne?

Tämä johtuu siitä, että valo heijastuu esineistä. Silmäsi aistivat valon, sekä säteillyn että heijastuneen, ja aivosi tulkitsevat sen visuaalisiksi kuviksi. Jos valoa on vähän tai ei ollenkaan, et näe paljoa. Kun Leon sytyttää taskulampun, lampusta sen sisällä tulee valonlähde. Hei, katso!

Tuolla on hämähäkki, roikkumassa verkossaan Leonin lampun ja seinän välissä! Kun lampun valo saavuttaa hämähäkin, se ei pääse pidemmälle. Kaikki valo hämähäkin ympärillä jatkaa ja osuu seinään. Siellä missä pysähtynyt valo "puuttuu", seinälle muodostuu tumma täplä, joka on hämähäkin muotoinen - varjo. Joten varjo muodostuu sellaisen esineen taakse, joka ei päästä valoa lävitseen.

Mutta miksi hämähäkin varjo on niin paljon suurempi kuin hämähäkki itse? Varjon koko riippuu etäisyyksistä valonlähteen, esineen ja varjon muodostumispinnan välillä. Jos hämähäkki roikkuu kaukana valonlähteestä, se estää hyvin vähän valoa, joten varjo näyttää pieneltä. Mutta jos hämähäkki on lähellä valonlähdettä, se kattaa paljon suuremman osan säteilleestä valosta, joten varjo on suurempi. Varjon muoto myös muuttuu riippuen esineen ja valonlähteen sijainnista.

Jos valonlähde on sijoitettu niin, että valo osuu suoraan esineeseen, varjo on lyhyt, ja vastaa kohteen muotoa melko tarkasti. Mutta jos valo osuu esineeseen pienemmässä kulmassa, varjo muuttuu pidemmäksi ja laihemmaksi. Varjoja muodostuu, jos esine asetetaan valonlähteen ja valaistun pinnan välille. Varjon koko ja muoto voi vaihdella riippuen siitä, miten nämä kolme asiaa sijaitsevat suhteessa toisiinsa. Mutta muodostavatko kaikki esineet varjoja?

Tutkitaan! Suurennuslasi on juuri se, mitä tarvitsemme tämän testaamiseen. Pidä suurennuslasia valonlähteen ja seinän välissä, Leon. Muodostaako se varjon? Vain kehys, jossa lasi on kiinni!

Kehys on valmistettu kiinteästä, läpinäkymättömästä materiaalista, joka ei päästä valoa läpi, joten se luo varjon. Mutta kehyksen sisään asennettu lasilinssi on läpinäkyvä. Sen läpi voi nähdä, mikä tarkoittaa, että valo pääsee kulkemaan läpi. Jos valo pääsee kulkemaan kohteen läpi, se ei muodosta varjoa. Keksitkö muita esineitä, joilla ei ole varjoa?

Ehkä voit valita muutaman esineen ympäriltäsi ja yrittää ennustaa, miltä niiden varjot näyttävät. Yritä muuttaa valon väriä, tai lisää toinen valonlähde! Jatka kokeilua, ja katso mitä muuta voit huomata valosta ja varjosta!