VALGUS (0)

3. V
3.  A
VALGUS
3.1.  Valgusallikad  
Valgusallikad ja soojusallikad.
Miks on taevatähed erineva värvusega?
Kas Kuu on valgusallikas ?
Valgusallikad kiirgavad valgust, kõik teised esemed on vaid valgusallikatest 
neile langenud valguse peegeldajad. 
Kui toas on pime, paneme tule põlema. Nii me ütleme. Tegelikult me tuld ei 
tee, vaid lülitame sisse valgusallika, milleks on enamasti kas laua-, lae- või 
põrandalamp. Lülitile vajutamisel tekib lambis elektrivool , mis põhjustabki 
valguse kiirgumist. Kodus kasutame tavaliselt hõõglampe, koolis aga ena-
masti päevavalguslampe. 
Vaatlus ja arutlus: hõõglamp  
•  Silmitse tähelepanelikult oma laualambi pirni, kui see ei põle. Kas näed 
hõõgniiti? Millise kujuga see on? Kui hõõgniit ei paista, siis on su lambis 
nn mattklaasiga pirn. Sellise lambipirni sisemisele küljele on kantud val-
gust hajutava aine kiht. Kindlasti on aga klaaskesta sees metallist hõõgniit, 
kusjuures metalliks on volfram . Miks volfram? Sest just see metall kan-
natab kõige kõrgemat temperatuuri. Volfram sulab 3390 °C juures, raud 
temperatuuril 1535 °C ja vask 1083 °C.
vasktraat
klaaskolb
põhjakontakt
hõõgniit
nikkeltraat
Joonis 3.1. Läbipaistva klaasiga hõõglamp
sokkel
•  Milline gaas on hõõglambi sees? Tavaliselt on selleks mõni selline gaasiline 
aine, mis takistab hõõgniidi aurustumist (nn inertgaas, näiteks argoon või 
krüptoon). Ka lämmastikku on kasutatud. Autolaternates, filmi- ja paljun-
dusaparaatides kasutatakse põhiliselt halogeenlampe, kus eelnimetatud 
gaasidele on lisatud joodi või broomi. Need satuvad keemi lisse reaktsioo-
ni hõõgniidist eralduva metalliauruga ning takistavad nende sadestumist 
hõõgniidi kesta sisepinnale. 
25
•  Pane lamp põlema ja vii käsi lambipirni juurde. Tunned sooja. Seega 
kiir gub  hõõglambist peale valguse ka soojust. Täpsustuseks: enamus 
hõõglambist kiirguvast energiast ongi soojus. Valgusenergiaks muundub 
vaid väike osa kulutatud elektrienergiast. Hõõglamp kuulub soojuslike 
valgusallikate hulka. Seejuures sõltub kiiratud valguse värvus hõõguva 
metalli temperatuurist. Nii on kõigi metallidega. See võimaldab värvuse 
järgi metalli temperatuuri hinnata. 
Vaatleme lähemalt terasest keha värvuse muutumist kuumutamisel. Kui 
rauast või terasest ese (näiteks saunaahi) on jahedam kui 730 °C, kiirgab ta 
ainult soojust ja on sama värvi mis külmalt. Kõrgema tempe ra tuurini kuu-
mutatud terasest keha värvused on antud järgnevas tabelis: 
Terasest eseme temperatuur (°C)
Värvus
730–770
küpse kirsi värvi
770–800
kirsipunane
800–830
hele kirsipunane
830–900
helepunane
900–1050
oranž
1050–1150
tumekollane
1150– 1250
helekollane
1250–1300
valge
Foto 3.2. Elva Gümnaasiumi 
Sepp , kes tahab terasest midagi sepistada, peab terasetükki aga kuumuta -
direktor Kalmer Kivi proovib ka 
ma üle 730 kraadi. Seda mitte ilusa punase värvuse pärast, vaid seetõttu, 
sepaametit
et kuumutamisel aatomitevahelised sidemed nõrgenevad ja keha kuju on 
kergem muuta.
Suurimate looduslike valgusallikate – tähtede – värvus sõltub samuti nende 
temperatuurist.
Järgnevas tabelis on toodud mõnede heledate Eestis nähtavate tähtede pinna-
temperatuurid ja värvused.
Täht/ tähtkuju
Tähe pinna temperatuur °C
Tähe värvus
Antaares / Skorpion
 3000 
punane
Aldebaran / Sõnn
 3600
oranž
Kapella/ Veomees
 4800
kollane
Päike
 6000
kollakasvalge
Altair /Kotkas
  8000
valge
Siirius /Suur Peni
 9700
valge
Riigel/ Orion
15500
sinakasvalge
Spiika /Neitsi
26000
sinakasvalge
26
Kas Kuu on valgusallikas? Kuigi Kuu paistab mõnikord väga heledalt, val-
gusallikas ta ei ole. Kuu pind ei ole tuline, sealt peegeldub vaid valgus, mis 
on tema pinnale langenud.
Lisalugemist
Hõõglambi leiutamisest 
Esimesed katsed hõõglambi valmistamiseks tehti aastatel 1838–1840.
Hõõguva kehana kasutati esisalgu sütt. See on igati loomulik, sest ka lõkkes kiirgab valgust hõõguv süsi. Aas-
tal 1872 alustas vene elektrotehnik Aleksandr Lodõgin söepulkhõõglampide tootmist. Esimesed pika töö  eaga 
hõõglambid valmistas aastal 1879 ameeriklane Thomas Alva Edison.
1854. a leiutas H. Goebel sellise hõõglambi, mille kestas oli vaakum (väga hõre õhk) ning hõõgniidiks söestatud  
bambusniit. Volframist kütteniidiga hõõglampe hakati valmistama aastal 1905 Saksamaal. 
Kokkuvõtteks
•  Valgust kiirgavaid kehi nimetatakse valgusallikateks. Valgusallikaid võib 
jaotada erinevate tunnuste alusel.
SOOJUSLIKUD
MITTESOOJUSLIKUD
 
 
 
hõõglamp
VALGUSALLIKAD
päevavalguslamp
lõke
jaanimardikas
Päike
teleriekraan
Iga valgusallikas muundab mingit liiki energiat valgusenergiaks. Et   kuumal , 
hõõguval kehal on  energiat, mida valguseks muundada, pole üllatav. Kuid 
valgust kiirgavad ka virmalised , teleriekraan, samati mõned elusolendid , 
näiteks jaaniuss , mis ei ole kuumad. Järelikult võib valguenergiaks muunduda 
mitut liiki energia. Päevavalguslambis on on see energia pärit kiirete 
elektronide põrgetest elavhõbeda aatomitega. Virmalisi ehk polaarvalgust 
põhjustab kosmosest tulnud elektronide ja prootonite põrkumine lämmastiku 
ja hapniku aatomitega Maa atmosfääris. Energiat võib vabaneda ka keemiliste 
reaktsioonide käigus. 
27
VALGUSALLIKAD
TEHISLIKUD
LOODUSLIKUD
(inimese leiutatud)
•  Enamik esemeid on valguse peegeldajad, mitte kiirgajad. Nende hulka 
kuuluvad ka planeedid ja nende looduslikud kaaslased ehk kuud. Ka 
meie planeedi ainuke looduslik kaaslane Kuu ja kõik tehiskaaslased on 
nähtavad ainult siis, kui meie silma satub nende pinnalt peegeldunud 
päikesevalgust.
Küsimusi  ja ülesandeid
1. Milliseid soojuslikke ja mittesoojuslikke valgusallikaid sa oled kasutanud?  
2. Loetle võimalikult palju valgusallikaid ja jaota need erinevate tunnuste 
alusel.
3. Milliseid helendavaid taevakehi sa oled taevasse vaadates märganud? 
4. Kirjelda võimalikult täpselt neid etappe, mille tulemusena hakkab lambi-
pirnist valgust kiirguma. Alusta hetkest, kui sa lambilülitile vajutad.
5. Kas inimene kiirgab valgust? Aga soojust?
3.2. Vari ja  varjutused
Mis on vari?
Mis on varju tekkimise tingimused? 
Kas päikesevarjutust on üldse olemas? 
Küllap oled sinagi tugeva vihma või põletava Päikese eest varju otsinud. 
Politseinikelgi tuleb aeg-ajalt kivirahe eest varjuda. Mis neis varjumistes 
ühist on?
Joonis 3.3. Varjualuses leiab kaitset nii vihma, päikesekiirguse kui ka kivirahe eest
28
Loomulikult, kaitset leiame vihma- või päikesevarju all või kilbi taga vaid 
siis, kui „rünnak” tuleb ühest kindlast suunast , olgu ründajateks veepiisad, 
raheterad , valguskiired või kivid. Asjaolu, et läbipaistmatu keha taha ei 
pääse, on kinnituseks valgus sirgjoonelise levimise kohta. Seda ruumiosa , 
kuhu valgus ei pääse, nimetatakse varjualuseks ehk varju piirkonnaks.
Mis on varju tekkimise tingimused? Kindlasti peab valguse tee peal ette 
jääma keha, millest ta läbi ei pääse. Kuid sellest veel ei piisa. Miks ei ole 
pilvise ilmaga varje , kuigi valge ju on? Milliste valgusallikate, kas suurte või 
väikeste, korral on varju piirjooned teravamad? Miks on heledate seintega 
toas varjude piirjooned väga ähmased? 
Neile küsimustele vastuse leidmiseks vaatleme jooniseid, kus üks ja sama läbi-
paistmatu ese on pandud kord mõõtmetelt väikese, kord suure valgusallika 
ette.
   
Joonis 3.4. Mida väiksem on valgusallikas, seda suurem on see ruumiosa,
mille eest ese valguse ära varjab
Joonistel on selgesti näha, et varju piirkond on seda suurem, mida väiksem 
on valgusallikas.
Joonis 3.5. Mida kaugemal valgupunktist tõke asub,
seda kitsam on varju piirkond
Pöördume veel kord tagasi suure valgusallika juurde. Nägime, et sel juhul on 
ruumiosa, kuhu valgusallika valgus üldse ei pääse, väiksem kui valguspunkti 
korral. 
    
Täpsustame siinkohal valguskiire mõistet. Matemaatikas defi neeritakse  kiirt  
kui poolsirget. Füüsikas näitab kiir energia levimise suunda. On arusaadav, 
et iga valguskiire alguspunktiks on üks valgusallika punkt. Kuid kiirel kui 
joonel puudub paksus. Kui autolaternatest tulev valgus langeb teele, tekib 
sinna valguslaik, millel on mõõtmed. Seega valgus ka levib mingis ruumi-
osas, mille on mõõtmed. Öeldakse, et teele langeb valgusallikast kiirgunud 
valgusvihk. Seega on valguskiirt nimetada valgusvihu mudeliks. 
29
Reaalne objekt
Mudel
Kui suitsusesse tuppa langeb valgus  Valgusvihu mudeliks on valguskiir , 
läbi kitsa ava, siis näeme seal kitsast  mis näitab, millises suunas valgus-
valgusvihku.
energia levib.
 
 
 
Joonis 3.6
Sellel joonisel on valgusallika kõige ülemisest punktist väljuvatest kiirtest 
kaks tähistatud numbritega. Mille poolest need erilised on? Kõik kiired, mis 
levivad nende kahe vahel, „jäävad tõkke taha kinni” ja ei pääse sellest läbi. 
Vaatleme nüüd joonist, kuhu on kantud valgusallika mõlemast äärmisest 
punktist väljuvad „erilised” kiired.
Joonis 3.7
Jooniselt on näha, et olenevalt sellest, kus me asume, on pilt valgusallikast 
erinev. Mõnest kohast 
30
•  näeme kogu valgusallikat
•  näeme valgusallikat osaliselt – see on poolvarju piirkond 
• ei näe üldse valgusallikat  – see on täisvarju piirkond
On ilmne, et poolvarju piirkonnas tõkkest eemaldudes kas üles või alla, 
hakkab paistma üha suurem osa valgusallikast. Seega ei tähenda poolvarju 
piirkond sugugi seda, et seal asudes saab näha poolt (1/2) valgusallikat, vaid 
ainult seda, et paistab osa valgusallikast. 
Oleme seni rääkinud poolvarju ja täisvarju piirkonnast , kuid nende asemel 
võib öelda ka lihtsalt vari ja  poolvari . Aga mis tekib ekraanile läbipaistmatu 
ese me taha? Ka ekraanil tekivad vari  ja  poolvari.  Aga mis tekib ekraanile 
läbipaistmatu eseme taha? Ka ekraanil tekkivaid varikujutisi nimetatakse 
varjuks ja poolvarjuks. Mõtleme nüüd sellele, mida sa näed kinos , kui sa 
ekraanile vaatad. Ekraanile langeb valgust läbi  fi lmi nende kohtade , kust 
valgus läbi paistab. Tume on ekraan seal, kuhu valgus ei pääse, sest fi lmilin-
dil on midagi, mis valgust läbi ei lase. Seega võib öelda, et ekraanile tekivad 
fi lmil olevate objektide varikujutised.
a) külgvaates
b) otsevaates
Joonis 3.8. Valgusallikast väiksem tõke tekitab ekraanil nii täis- kui ka poolvarju
Kuu ja  päikesevarjutus
Kuuvarjutus toimub siis, kui Maa varjab Kuu eest päikesevalguse. Päikese 
suurte mõõtmete tõttu läbib Kuu nii pool- kui täisvarju piirkonna.
Joonis 3.9. Umbes 100 minuti kestel päikesevalgus
otse Kuu peale ei paista
31
Kuuvarjutusi on mitut liiki. Kõige huvitavam on kahtlemata täielik kuuvar-
jutus , kui Kuu satub üleni Maa täisvarju piirkonda. See vaatepilt on väärt, 
et mõned öised unetunnid loovutada. Omast kohast huvitav on juba Kuu 
nähtava osa kahanemise jälgimine. Kuid kõige põnevam on hetk, kui Kuu 
jõuab tervenisti Maa täisvarju piirkonda. Selle asemel, et nähtamatuks jääda, 
ilmub ta hoopiski üleni tumepunasena! Kuidas seda seletada? Üks võimalus 
vastuse leidmiseks on lugeda ajakirjas Horisont 4/1997 trükitud artiklit  Mil-
list kuuvarjutust tasub vaadelda.
Aga kuidas peavad Maa, Kuu ja Päike  asetsema, et toimuks  päikesevar-
jutus? See leiab aset, kui Kuu katab Maal oleva vaatleja eest Päikese. Kuna 
Kuu on Maast mitu korda väiksem, siis ei suuda ta kuidagi kogu maapinda 
päikesekiirte eest varjata. Kuu vari maapinnal on vaid paarisaja kilomeetrise 
läbimõõduga ning varjutus ise kestab paar minutit.
Joonis 3.10.  Päikesevarjutuse skeem
Mõtleme nüüd, kas päikesevarjutuseks nimetatav nähtus on ikka päikese-
varjutus. 
• Kuuvarjutuse ajal on Kuu Maa tekitatud varju piirkonnas. 
•  Päikesevarjutuse ajal on osa Maa pinnast Kuu tekitatud varju piirkonnas.
Kas meie peaks päikesevarjutust hoopis maavarjutuseks nimetama? Ilmselt 
peaks. Aga nimi ei sega elamuste saamist. 
 
Foto 3.11. Sellist päikesevarjutust sai Eestis näha 11. augustil 1999 
32
Teemasid  uurimistööks 
•   Kuuvarjutused : poolvarjuline, osaline, täielik.
•  Päikesevarjutused: osaline, rõngakujuline, täielik.
Küsimusi ja ülesandeid
1. Miks on varjud keskpäeval palju lühemad kui hommiku - ja õhtupoolikul? 
Tee selgitav joonis.
2. Kuidas peavad Päike, Kuu ja Maa üksteise suhtes asetsema, et toimuks 
kuuvarjutus? 
3. Kuu on ju Maast väiksem. Kuidas ta saab üldse Päikest Maal asuva vaatleja 
eest katta ? 
3.3. Valguse  peegeldumine  tasaselt pinnalt
Mis juhtub valgusega , kui ta õhus levides jõuab sileda veepinnani?
Miks on tantsu lihtsam õppida, kui seisad näoga sama suunas kui õpetaja?  
Milline on erinevus sinu ja su peegelpildi vahel?
Kes meist pole imetlenud puude peegelpilti siledalt järvepinnalt või ennast 
peeglist. Füüsikud nimetavad peegeldusi siledatelt pindadelt kujutisteks. 
Kus ja kuidas need tekivad? Valguse peegeldumisseadust tun des pole ku-
jutise asukohta raske leida. Vaatleme jooniselt, kuidas saab leida tasapeegli 
ette asetatud valguspunkti S kujutise asukohta. 
Valguspunktist S väljuvad kiired kõigis suundades. Uurime välja, mitmest 
kiirest piisab , et leida valguspunkti kujutise asukohta.
 
 
 
 
Foto 3.12. Kõvera puu peegeldus  
Joonis 3.13. 
tasaselt veepinnalt
Esimene kiir on eriline sellepoolest, et ta langeb peeglile risti. Langemis - ja 
peegeldumisnurk on sel juhul 0°. Seega peegeldub kiir 1 sama teed pidi 
tagasi, kui ta peeglile langes. Teised kaks kiirt võib valida suvaliselt. Kiir 3 
satub peeglile kaugemas punktis kui kiir 2 ja seetõttu on tema langemisnurk  
suurem kui kiirel 2. Nende kiirte edasise käigu joonistamiseks tuleb lange-
mispunktist tõmmata peegelpinnale ristsirged, märkida langemisnurgad ja 
seejärel joonistada peegeldunud kiired 2’ ja 3’.
33
Ühest punktist väljuvad kiired eemalduvad üksteisest  – peeglile langeb 
hajuv valgusvihk.
 
 
 
 
 
 
 
 
Joonis 3.14. Hajuvad kiired kujutavad hajuvat valgusvihku
Mida kaugemas punktis valgus peeglile langeb, seda suurem on ka langemis-
nurgaga võrdne peegeldumisnurk. Seega on ka peegeldunud kiired hajuvad 
nagu langevad kiiredki. Seetõttu nad omavahel ei lõiku. Nüüd aga võtame 
appi väikese kavaluse: pikendame peegeldunud kiiri peegli taha. 
 
Joonis 3.15. Tasapeeglis tekkiva kujutise konstrueerimine
Jooniselt on näha, et peegeldunud kiirte pikenduse lõikuvad kõik ühes ja 
samas punktis. Kui nüüd vaadata peegli suunas nii, et peegeldunud kiired 
(näiteks 2’ ja 3’) silma langevad, näib vaatajale, et valgus tuleb peegli tagant 
ühest ja samast punktist. Seda punkti S’ nimetatakse valguspunkti S  peegel -
pildiks ehk näivaks kujutiseks. Näiv on ta sellepärast, et tegelikult sealt ju 
valgust ei tule. Meile vaid näib, et tuleb. 
Paneme tähele, et kui valguspunkt viia peeglist kaugemale, siis eemaldub 
peeglist ka selle kujutis. Kasutades koolimatemaatikas õpitut, pole keeruline 
tõestada, et punktide S’ ja S kaugus peeglist on alati võrdne. Proovi seda ise-
seisvalt teha! Seega paiknevad valguspunkt ja tema näib kujutis tasapeegli 
suhtes sümmeetriliselt – üks peegli ees, teine sama kaugel peegli taga.
Nägime, et kuigi valgusallikast väljuvad kiired kõigis suundades, piisab val-
guspunkti kujutise asukoha leidmiseks kahest kiirest. Kolmandat kasutame 
selleks, et veenduda oma tulemuse õigsuses.
34
Vahekokkuvõte
Tasaselt peegelpinnalt peegeldunud valgus tekitab valguspunktist näiva kuju-
tise, mis asub peegli taga sama kaugel, kui on valguspunkt peegli ees.
Oskus leida valguspunkti kujutise asukohta võimaldab leida ka eseme kuju-
Kuidas leida 
tist. Sest keha iga punkt, mille le langeb valgust, peegeldab valgust. Iga punkti 
tasapeeglis tekkiva 
kujutis paikneb peegli taga sama kaugel, kui asub punkt peegli ees. Aga kõi -
kujutise asukohta?
kide punktide kujutist ei ole alati vaja kiirte abil konstrueerida . Kui sa seisad 
tasapeegli ees, siis on ju sinu kujutis sinuga sarnane. Tasapeegel ei moonuta 
tegelikkust. Näitena vaatleme, kuidas konstrueerida tähe  L kujutist, mille 
tekitab tasapeegel. Mitme punkti kujutise leidmisest piisab? Otsus ta ise. Sirg -
lõik paistab ka tasapeeglisse vaadetes sirglõiguna. Joonistame peegel pinna 
ristsirged läbi tähte L moodustavate sirglõikude otspunktide. Mär gime  nen-
de punktide kujutised joonistatud ristsirgetele peegli taga. Ühen dame  leitud 
punktid joonlaua abil.
Vaatleme oma joonist tähelepanelikult. Kui joonisel kujutatud asuva vaat -
leja silm on suunatud otse tähe L poole, siis paistab selle ülemine otspunkt 
asuvat paremal. Kui aga vaatleja silm on suunatud peegli poole, siis paistab 
seesama punkt hoopiski vasakul. Seega „ vahetab “ tasapeegel vasaku ja pa-
rema poole ära. Et selles veenduda, mine peegli ette. Vaata kahe sinu selja 
taga asuva eseme kujutist. Jäta meelde, kumb neist paistab paremal, kumb 
vasakul. Nüüd pöördu seljaga peegli poole ja võrdle nende tegelikku asendit 
peeglis nähtuga.
Kokkuvõte
Tasaselt peegelpinnalt peegeldunud valgus tekitab esemest näiva kujutise, mis 
asub peegli taga sama kaugel, kui on ese peeglist.
? Küsimusi ja ülesandeid
1. Kui sa seisad peegli ees, kus on sinu kujutis?
2. Vaatle fotot selle õppetüki alguses. Mille poolest on puu ja tema kujutis 
a) sarnased; b) erinevad.
35
3. Seisa peegli ees ja vaatle tähelepanelikult oma kujutist peeglis. Milles seis-
neb sinu ja sinu kujutise erinevus?
a) Pilguta oma vasakut silma. Kumba silma pilgutab sinu kujutis?
b) Tõsta oma paremat kätt. Kumma käe tõstab kujutis?
c) Kummardu. Mida teeb sinu kujutis?
4. Joonista tasapeegel ja peegli ette täht L. Konstrueeri tähe kujutis.
Näpunäide: eseme kujutise saad, kui kannad joonisele tema oluliste punk -
tide kujutised.
? ? Mõtlemist
Foto 3.16. Lasteaia tantsutunnis
Kui istud klassipingis ja tahad  õpetaja seletustest aru saada, siis vaevalt sulle 
meeldiks, kui õpetaja oleks kogu aeg seljaga sinu poole. Hoopis teine lugu 
on, kui tahad võimalikult täpselt tema liigutusi järele teha. Tantsukursustel 
astub  õpetaja uute tantsusammude õpetamisel, selg ees, õpilaste ette. Ja ka 
siis, kui õpetaja seisab näoga õpilaste poole, pööravad mõned õpilased end  
teistpidi ja kiikavad õpetaja poole üle õla. Ja lasteaiaõpetajad räägivad, et kui 
seista näoga laste poole ja paluda lehvitada parema käega, liigutab enamus 
lapsi hoopis vasakut kätt. Miks nii?
Huvitavat lugemist: Martin Gardner Vasak – parem maailm.    
3.4. Valguse  murdumine
Mis valgusega peale peegeldumise veel juhtub?
Mida tähendab optiline tihedus?
Mismoodi paistab maailm vee alt vaadates?
Pöördume tagasi küsimuse juurde, mille püstitasime eelmises õppetükis. 
Mis juhtub õhus leviva valgusega, kui ta jõuab tasasele veepinnale? Teame, 
et osa valgust peegeldub tagasi õhku. See võimaldab vaatlejal, kelle silm on 
veepinnast kõrgemal, näha veepinna kohal olevate esemete peegelpilte ehk 
näivaid kujutisi. Aga mida näeb vaatleja, kes on vees, st tema silm asub all-
pool veepinda ning ta vaatab ülespoole?
36
Joonis 3.17. Vaatlejad on vee all ja vaatavad veepinna poole erinevates suundades
Mida näevad vaatlejad? Esimene ei näe arvatavasti midagi erilist. Teine vaat-
leja võib näha Päikest, aga mitte seal, kus see tegelikult asub. Kolmas vaatleja 
näeb kivi, mis on veekogu põhjas. Kuidas siis nii? Asi on selles, et õhu ja 
vee piiril toimub kaks nähtust: osa valgust peegeldub, ülejäänud osa läheb 
ühest keskkonnast teise. Seejuures kehtib seaduspärasus , et mida järsemalt 
kiired langevad, seda vähem valgust tagasi peegeldub ja seda rohkem läheb 
eda si teise keskkonda. Need kaks nähtust esinevad nii valguse levimisel 
õhust vette kui veest õhku. Kui sa tegid läbi töövihiku praktilise ülesande 
klaas plaadiga, siis sa juba tead, et ühest läbipaistvast keskkonnast teise 
minekul valguse levimise suund üldjuhul muutub (ei muutu vaid siis, 
kui valgus langeb kahe keskkonna piirpinnaga risti). Valguse levimise 
suu na muutumist valguse levimisel ühest läbipaistvast keskkkonnast teise 
nime tatakse valguse murdumiseks. Seda teades püüame selgitada, millised 
valguskiired erinevate vaatlejate silma satuvad.
Joonis 3.18. Kust jõuab valgus vaatleja silma?
37
Esimese vaatleja silma satuvad vaid püstsihis, nii alt üles kui ülalt alla, le-
vivad kiired. Kui veepinna kohal mingit eset ei asu, siis näeb ta vaid otse 
pea kohal olevat taevast. Kuna vees osa valgusenergiat neeldub, siis mida 
sügavamal on vaatleja, seda vähem valgust temani jõuab. 
Teise vaatleja silma jõudvad kiired muudavad veepinnal oma suunda, mur-
dudes pinna ristsirge poole. Tema silma satuvad ka need kiired, mis kõige-
pealt peegelduvad veekogu põhjast ja seejärel veepinnalt. Aga see valgus on 
kindlasti palju nõrgem kui päikesevalgus. Seega näeb ta Päikest, aga kõrge-
mal, kui Päike horisondi kohal tegelikult on. 
Kolmanda vaatlejaga on asi kõige keerulisem – tema  vaatab veepinna poole 
nii suure nurga all, et tema silma jõuavad vaid veekogu põhjast tagasi peegel-
dunud kiired. Miks see nii on, seda selgitame järgmises õppetükis. 
Kas valguse levimise  Õhust erinevatesse ainetesse levimisel muutub valguse levimise suund eri-
kiirus on alati ühe-
neva nurga võrra. Näiteks valguse levimisel õhust klaasi murdub valgus 
sugune?
rohkem kui õhust vette levimisel. Seega on sama langemis nurga korral mur-
dumisnurk klaasis väiksem kui levimisel õhust vette. Erineval määral muutub 
seejuures ka valguse levimise kiirus.  Vaakumis  (tavamõistes tühjuses) on 
valguse kiirus kõige suurem – ligikaudu 300 000 km/s. Kõikides keskkonda-
des on valguse levimiskiirus sellest väiksem. Seejuures kehtib järgnev seadus-
pärasus: mida väiksem on valguse levimise kiirus antud keskkonnas, seda 
rohkem muutub valguse levimise suund sellesse keskkonda sisenemisel. 
Õhus levib valgus peaaegu sama kiiresti kui tühjuses. Kui me näiteks tahame 
teada, kui kaua levib valgus Päikeselt või mõnelt teiselt taevakehalt Maale, 
võib julgesti võtta kiiruse väärtuseks kogu liikumise kestel 300 000 km/s.
Valguse murdumisel esinevate seaduspärasuste valemi abil kirjapanekuks 
jääb 8. klassis õpitud   matemaatikast  väheseks. Piirdume sellega, et sellist 
keskkonda, milles valgus levib muutumatu kiirusega, nimetatakse optili-
selt ühtlaseks keskkonnaks. Katsed näitavad, et erinevates optiliselt ühtlas-
tes keskkondades levib valgus erineva kiirusega. Mida optiliselt tihedam 
keskkond, seda aeglasemalt valgus selles keskkonnas levib.
Valguse kiiruste suhe 
Aine 
Valguse kiirus aines 
antud aines ja õhus
klaas
200 000 km/s
2 : 3
vesi
225 000 km/s
3 : 4
Tabelis esitatud arvud on ligikaudsed, sest on olemas mitut liiki klaasi ja ka 
vesi võib olla erineva koostisega. Pealegi sõltub kiirus temperatuurist. Näiteks 
soojeneb tume asfalt päikesevalguses ja seega suureneb ka valguse kiirus 
maantee kohal olevas õhus. Sellest, mis sellega kaasneb, on juttu järgmises 
õppetükis.  
Valguse kiiruse iseloomustamiseks on füüsikud kasutusele võtnud mõiste 
keskkonna optiline tihedus. Mida optiliselt tihedam on keskkond, seda aeg-
lasemalt valgus seal levib. 
38
Kokkuvõte valguse levimise kohta ühest läbipaistvast keskkonnast teise
Seos sõnadega 
Seos sümbolite abil
Selgitav joonis
Seos kiiruste vahel
Kui α = 0, siis γ = 0,
Mida optiliselt tihe dam 
Kui valgus langeb kesk  kon- kus
keskkond, seda aegla-
dade piir  pinnale (lahu tus- α – langemisnurk;
semalt valgus seal levib
 pinnale) risti, siis ta liigub  γ –  murdumisnurk
edasi esialgses suunas.
Kui valgus langeb kesk-
Kui α ≠ 0, siis γ ≠ 0,
Mida optiliselt tihe dam 
kondade piirpinnale kal-
seejuures α ≠ γ
keskkond, seda aeg la-
du, siis muutub levimise 
semalt valgus seal levib 
suund.
 
1. Optiliselt hõredamast  
Kiirus väheneb
kesk konnast  opti li selt  tihe-
damasse keskkonda üle-
        γ  minekul kaldub kiir pinna 
ristsirge poole.
2. Optiliselt tihedamast 
keskkonnast optiliselt hõre-
 damasse  keskkonda  üle-
        γ > α 
Kiirus suureneb
minekul kaldub kiir pinna 
ristsirgest eemale.
     
Küsimusi ja ülesandeid
1. Võrdle valguse kiirust õhus ja vees mitmel viisil, kasutades nii jagamis- kui 
lahutamistehet
2. Arvuta, ajavahemik , mille jooksul jõuab Kuu pinnalt peegeldunud päike-
sevalgus maapinnani. 
3. Arvuta, kui kaua levib valgus Päikeselt Maale.
4. Teades, et lähimalt tähelt (välja arvatud Päike) jõuab Maale valgus umbes 
4 aastaga, leia, kui kaugel see täht Maast asub.
5. Joonista veepind . Konstrueeri  kolme valguskiire edasine käik vees, kui 
kiir te  langemisnurgad    õhust vette on vastavalt 0º, 45º ja 60º. 45º ja 60º 
kor ral ei saa sa ei tea täpset murdumisnurga suurust. Oluline on 
tõmma ta murdunud kiir õigesti selles mõttes, kas ta kaldub pinna 
rist sirge poole või ristsirgest eemale. 
39
6. Kõik joonisel kujutatud esemed on valmistatud klaasist. Joonista 
põhimõtteliselt  õigesti kiirte edasine käik klaasis ja õhus (vaata 
märkust eelmise ülesande kohta).
3.5. Valguse täielik peegeldumine
Miks valgus mõnikord veest või klaasist väljuda ei taha?
Kuidas töötab helkur?
Võid küsida, miks me valguse murdumise kohta matemaatilist seost ei ole 
andnud. Tõepoolest – valguse peegeldumise kohta on teada, et mistahes 
langemisnurga α korral on peegeldumisnurk β temaga võrdne: β = α. Val-
guse murdumise korral nii lihtsat matemaatilist seost nurkade vahel pole. 
Piirdume siinkohal teadmisega , et mida suurem on langemisnurk, seda 
suurem on ka valguse murdumisnurk. 
Teeme nüüd mõttelise katse. Uurime valguse levimist  õhu ja vee piiril. 
Suuren dame sujuvalt valguse langemisnurka ja arutleme, mis saab siis, kui 
langemisnurk läheneb 90 kraadile. 
1. Suuname valguse õhust vette. Vette tunginud valguse levimissuund 
muutub. Kuna vesi on optiliselt tihedam kui õhk, siis on murdumisnurk 
alati langemisnurgast väiksem, st valgus murdub pinna ristsirge poole. 
Katsed näitavad, et alati osa valgusest peegeldub veepinnalt õhku tagasi. 
Mida suurem on langemisnurk, seda rohkem valgust peegeldub ja seda 
väiksem osa valgusest saab vette tungida.
2. Suuname nüüd valguse veest õhku. 
γ = 90°
a)
b)
c)
Joonis 3.21. Valgus levib veest õhku
Hõredamassse keskkonda levikul kaldub valguskiir pinna ristsirgest eemale 
(vt joonis 3.21 a). Kui suurendame langemisnurka, suureneb ka murdumis-
nurk (vt joonis 3.21 b). Et murdumisnurk on langemisnurgast suurem, siis 
jõuame langemisnurga suurendamisel olukorrani, kus murdumisnurk on 
90º (võrdne täisnurgaga) (vt joonis 3.21 c). See tähendab, et murdunud kiir 
libiseb mööda veepinda. Veepinnast kõrgemalt vaadates me taskulambi 
valgust ei näegi. Aga mis saab, kui langemisnurka veelgi suurendada? Siis 
peaks murdumisnurk olema veelgi suurem, seega suurem kui täisnurk ! Kas 
see tähendab, et valgus tuleb vee ja õhu lahutuspinnalt vette tagasi? Katsed 
kinnitavad, et just nii see on. 
40
Nähtust, kus valgus optiliselt hõredamasse keskkonda levimise asemel pee-
geldub täielikult esialgsesse keskkonda tagasi, nimetatakse valguse täielikuks 
peegeldumiseks. 
Sõna täielik on siin igati omal kohal. Sest siin tõepoolest peegeldub tagasi 
kogu valgus.
Olemegi jõudnud juhtumini, kus vaadates vee alt veepinna suunas suure 
nurga all, näeme peegeldunud veekogu põhja. Muidugi on selleks vaja, et 
vesi on puhas ja valgust piisavalt. 
Kui suur peab valguse langemisnurk olema, et täielik peegeldus aset 
leiaks? See oleneb sellest, kui palju erinevad nende keskkondade optiliselt 
tihedused, mille piirpinnal valgus levib. 
Veest ei lähe valgus õhku siis, kui langemisnurk on vähemalt 49° (ümardatud 
tulemus). Öeldakse, et veest õhku levimisel on täieliku peegelduse piirnurk  
umbes 49°. Aga klaas on optiliselt veelgi tihedam kui vesi. Klaasist õhku 
levimisel on täieliku peegelduse piirnurk umbes 42°. Praktikas on oluline, et 
see on väiksem kui 45°. Miks? Vaatleme klaasist püstprismat, mille põhjaks 
on võrdhaarne täisnurkne kolmnurk . Langegu valgus risti prisma väiksemale 
külgtahule.
Joonis 3.22. Valguse levimine klaasprismas
Selle valguskiire edasise käigu konstrueerimisel tuleb olla väga tähelepane-
lik.
1. Prismasse siseneb valgus suunda muutmata, sest langemisnurk on 0° 
(joonis 3.22 b).
2. Valgus jõuab klaasis levides klaasi ja õhu eralduspinnale. Nüüd tuleb 
tõmmata langemispunktist ristsirge (joonis 3.22 c). 
Jooniselt nähtub , et langemisnurk on 45°. See aga tähendab, et selles punk-
tis valgus klaasist õhku ei lähegi, vaid toimub täielik peegeldus vastavalt 
peegeldusmisseadusele: β = α = 45° (joonis 3.22 d).
3. Klaasis 90° võrra suunda muutnud valgus jõuab klaasi ja õhu lahutuspin-
nale taas täisnurga all. Et α = 0°, siis ka β = 0°. Seega läheb valgus nüüd 
suunda muutmata klaasist õhku (joonis 3.22 e). 
Näeme, et valguse levimise suund on muutunud 90° võrra. 
41
Küsimusi ja ülesandeid
1. Tee vihikusse eeltoodud joonised. Tõmba veel üks kiir, mis siseneb pris-
masse joonisel kujutatud kiirega paralleelselt ja konstrueeri ka selle edasine 
käik. 
2. Lase valgusel langeda täisnurga all sama klaasprisma kõige pikema tahu 
suhtes. Konstrueeri ka selle kiire edasine käik. 
3. Tee järeldused eelnevate ülesannete põhjal:
a) Kuidas mõjutab prisma kummalgi juhul valguse levikut?
b) Millist muutust märkad, vaadates kahte prismasse sisenevat kiirt ja 
kahte prismast väljuvat kiirt? Võimaluse korral tee katse oma järelduse 
õigsuse kontrollimiseks.
Valgusjuht 
Võib-olla oled kuulnud, et telefonikõnesid, raadiosaateid, telepilti –  ühe-
sõnaga infot – on võimalik edastada ka valguse abil. Uurime järgnevalt, kui-
das valgussignaale saata sadade ja tuhandete kilomeetrite kaugusele, ilma, 
et need laiali hajuksid. 
Selleks suunatakse valgus nn optilisse kaablisse, mis sisaldab peenete val-
gusjuhtide (tavaliselt klaaskiudude) kimpu. Valgusjuhi väliskiht peab olema 
selle keskosast optiliselt niipalju hõredam, et valgus peegelduks väliskihilt 
täielikult sisekihti tagasi.
Joonisel on näha valgustit, kus valgus levib piki painduvaid valgusjuhte, 
väljudes vaid nende otstest . 
Valgusjuhina toimivad paljud läbipaistvad materjalid, näiteks jõhv („õnge-
nöör“), loomade karvad. Mitmed loomadel, kelle nahk on kaetud paksu 
karv  kattega  (nt  jääkaru), jõuab D-vitamiini tekkimiseks vajalik päikeseval gus 
nahani läbi valgusjuhina toimivate karvade. Valgusjuhina käitub ka näiteks 
veejuga. Kui valgus suunata veejoa sisse voolamise sihis, siis ta sealt õhku ei 
välju, sest õhk on optiliselt palju hõredam kui vesi.
42