Fyzika Testy - cvičení z fyziky

Lom světla

Zkopíruj odkaz na toto téma. expand learning text

Lom světla

Šíří-li se světlo ve stejném prostředí (např. pouze ve vodě nebo pouze ve vzduchu), šíří se vždy přímočaře. Pokud světlo přechází z jednoho prostředí do jiného (ze vzduchu do vody), dochází ke změně rychlosti světla a dochází k lomu světla. V opticky hustším prostředí se světlo šíří pomaleji, zatímco v opticky řidším prostředí se šíří rychleji.

Jestliže se světlo šíří z opticky řidšího do opticky hustšího prostředí (např. ze vzduchu do skla či vody), láme se ke kolmici (úhel dopadu je větší než úhel lomu).

αkββα>

Pokud se světlo šíří z opticky hustšího do opticky řidšího prostředí (např. z vody či skla do vzduchu), láme se od kolmice (úhel dopadu je menší než úhel lomu).

αkββα<

Prakticky toto můžeme pozorovat, když dáme do misky minci tak, aby nám ji okraj misky zakryl. Nalijeme-li do misky vodu, minci uvidíme, neboť světlo od ní do našeho oka již neputuje po přímce, nýbrž po lomené čáře. Mince se zdá být výš, než ve skutečnosti je.

Podobnou zkušenost každý jistě zažil u rybníka, kde se snažil vzít ze dna kámen. Ten se zdál blíže než ve skutečnosti byl, protože část světla se odrazila, část prošla do vody a změnila svůj směr.

V případě lomu od kolmice dochází ještě k dalším jevům (viz. obrázek níže) - úplnému odrazu a meznímu úhlu. Mezní úhel, je úhel, při kterém nastává lom do rozhraní. Pro rozhraní sklo - vzduch je to asi 42° (úhel lomu je tedy 90°).

αkβ=90°αα=αm

Budeme-li dále zvětšovat úhel dopadu, bude se již všechno světlo odrážet a nedojde k lomu do vzduchu. Dochází k úplnému odrazu. Tohoto jevu se využívá u vlnovoduoptického vlákna (skleněného, plastového či kombinace obou), v němž se světlo šíří téměř beze ztrát a může se tedy takto přenášet optický signál. Jeho hlavní využití je v telekomunikačních sítích či v lékařství (např. pozorování vnitřních orgánů).

Když světlo přechází z jednoho prostředí do druhého, může se jednat o ostrý přechod (např. ze vzduchu do skla) nebo pozvolný (jakoby ohnutý paprsek). K "ohybu" paprsků dochází, když přecházejí z teplého řidšího vzduchu do chladného hustšího či obráceně.

Například v létě na silnici, když se rozpálí asfalt, malá vrstva vzduchu nad ním se zahřeje a světlo v ní mění směr. V dálce můžeme vidět lesklou silnici (vzniká dojem vodního povrchu) a na ní odrazy vzdálených vozidel.

Podobným způsobem vzniká fata morgana, kdy se nad pouští světlo láme na různě teplých vrstvách vzduchu a nám se může zdát, že vidíme oázu s palmami. Obraz však zmizí s větrem, jež vrstvu horkého vzduchu rozfouká.

"Ohýbání" světla můžeme též pozorovat, když sluneční světlo vstupuje do zemské atmosféry a my vidíme Slunce na obloze chvíli před tím, než opravdu vychází nebo poté, co už ve skutečnosti zapadlo.


Čočky

Čočky jsou tělesa z průhledného materiálu (nejčastěji skleněná), v nichž se lomem mění směr procházejících paprsků. Rozlišujeme dva druhy - spojky a rozptylky.

Spojky spojují světelné paprsky - rovnoběžné paprsky se mění po průchodu spojkou na sbíhavé.

Ff

 

Spojky jsou nejsilnější uprostřed (viz. obrázky níže). 

Druhy spojek:

a) Dvojpuklá

 b) Ploskovypuklá

c) Dutovypuklá

Nejznámější spojkou je lupa. Spojky obraz zvětšují, což můžeme pozorovat, když se podíváme na text brýlemi na čtení.

Jak zobrazuje spojka? Obraz, který spojka vytvoří, se mění se vzdáleností daného předmětu od čočky. Když budeme přibližovat předmět z velké vzdálenosti, obraz bude nejdříve zmenšený a pak se bude postupně zvětšovat a vzdalovat od čočky. Bude převrácený a skutečný. Pokud bude předmět k čočce blíže, než je ohnisková vzdálenost, můžeme pozorovat zdánlivý, zvětšený a přímý obraz.

Jestliže spojky lámou paprsky k sobě, rozptylky je naopak lámou od sebe a my pozorujeme, že se rovnoběžné paprsky po průchodu rozptylkou rozbíhají.

F'f

Rozptylky jsou uprostřed nejtenčí, jak ukazují obrázky níže.

Druhy rozptylek:

a) Dvojdutá

b) Ploskodutá

c) Vypuklodutá

Jak zobrazuje rozptylka? Obraz, který rozptylka vytvoří, je přímý a zmenšený. Nelze zachytit na stínítku, je možné ho však pozorovat přes čočku. Je zdánlivý.

Dioptrie

Jestliže je čočka tlustší, její stěny jsou zakřivenější a má menší ohniskovou vzdálenost, má větší optickou mohutnost. To znamená, že více láme světlo. Čím je ohnisková vzdálenost (f) menší, tím je optická mohutnost (D nebo φ) větší.

$$φ = 1/f$$

Pokud udáváme ohniskovou vzdálenost v metrech, vychází optická mohutnost v dioptriích. Optickou mohutnost spojky udáváme jako kladné číslo, u rozptylky záporné.

Uveďme si příklad. Optická spojkaohniskovou vzdálenost 0,5 m a její optická mohutnost jsou tedy 2 dioptrie. Rozptylka, která má stejnou ohniskovou vzdálenost má však optickou mohutnost -2 dioptrie.

Jednotka dioptrie (D) udává, jak silné brýle potřebujeme. Platí, že čím horší zrak, tím více dioptrií.

Lom barev

Jak již víme, bílé světlo je směsice různých barev. Pokud jím posvítíme na skleněný hranol, rozloží jej na barevné spektrum (vznikne duha). Tato světla se lámou různě. Nejméně se láme červené světlo, nejvíce se láme fialové. Červené světlo putuje nejpříměji a fialové se od svého původního směru nejvíce odkloní.


   
   

Copyright © 2017 - 2020 Eductify