Blir ljuset blött i vatten?
Min femårige son Neo lyste ner i badkaret med en laserpekare och frågade efter ett tag: ”Kan ljus bli blött?” Med hjälp av gymnasiefysiken berättade jag om ljus som vågor och partiklar, och hur ljuset absorberas på djupt vatten. Men själva frågan förblev obesvarad: Kan ljus bli blött?
/Jonas Koskitalo
Bild: Istock
Detta är en intressant fråga eftersom den kopplar ihop två vardagliga observationer på ett oväntat sätt. Den ena är att en ljusstråle bryts i ytan mellan luft och vatten och ändrar riktning – den andra att ett objekt som nedsänks i vatten blir blött. Men vad menar vi när vi säger att man blir blöt när man badar? Egentligen syftar vi på att vattenmolekyler stannar kvar på kroppen när man lämnat badet och försvinner först när man torkat sig med en handduk eller ”självtorkat”, det vill säga när vattenmolekylerna blivit vattenånga i luften kring oss. Vattenmolekyler kan inte fastna på en ljusstråle. Å andra sidan rör ljus sig långsammare i vatten än i luft eftersom vattenmolekylerna ligger tätare än luftmolekylerna, vilket gör det svårare för ljuset att ta sig fram. Denna skillnad i hastighet gör att en ljusstråle som går i en vinkel mot en vattenyta bryts så att vinkeln i vattnet blir brantare.
I fysiken talar vi om Snells lag efter Willebrord Snell, en holländsk matematiker som levde kring år 1600 och beskrev detta fenomen. Om vi tänker oss ett akvarium och en ljusstråle som kan lämna akvariet genom ett fönster i botten, så bryts ljusstrålen igen när den passerar från vattnet och ut i luften, och rör sig återigen i samma riktning som förut.
/Olga Botner, professor i experimentell elementarpartikelfysik, Uppsala universitet
