Světlo a šíření světla Vlnění a optika (Fyzika) Bc. Klára Javornická Název školy Střední škola hotelová, služeb a Veřejnosprávní akademie s. r. o. Strážnice Název a číslo OP OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost, CZ.1.07/1.5.00/ Název šablony klíčové aktivity III/2 Zvyšování kvality výuky prostřednictvím ICT Datum vytvoření: Číslo sady VY 32 Inovace FY.07 Anotace Učební materiál světlo a šíření světla může sloužit jako podpora při výkladu v předmětu fyzika. Seznámí žáky se základními pojmy, vzorci a obrázky. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

Optika Je nauka o světle Světlo = elektromagnetické vlny, které jsou viditelné lidským okem, tj. v lnových délek přibližně od 700nm (červené světlo) do 400nm (fialové světlo) Optiku dělíme na geometrickou a vlnovou(fyzikální) Geometrická optika se zabývá světelnými jevy, při nichž se světlo chová jako paprsky šířící se přímočaře, jeho vlnová povaha se neprojevuje, je na ní založena většina přístrojů. Vlnová optika popisuje jevy, kde se uplatňuje vlnová povaha světla(šíření přes překážky nebo otvory, interference, ohyb a polarizace)

Zdroje světla: Zdroji světla jsou např. Slunce a další hvězdy, plameny, rozžhavená tělesa, výbojky atd. Tělesa, která sama nejsou zdroji světla (př. Měsíc, planety, atd.), mohou být zdroji osvětlována a stát se sekundárními zdroji

Zdroje světla: Přirozené zdroje – nejdůležitějším je pro nás Slunce, které svítí díky své vysoké teplotě, podobně jsou to i ostatní hvězdy, některé jsou intenzivnější zdroje než Slunce ale díky velké vzdálenosti dopadá na Zem jen velmi malá část jejich světla

Zdroje světla: Umělé zdroje - některé svítí díky své vysoké teplotě, třeba žárovka, stejnou teplotu jako Slunce dosahuje oblouková lampa - některé zdroje využívají elektrické výboje v plynech nebo parách, které vysílají viditelné(i neviditelné) záření, teplota plynu není vysoká = studené zářiče - luminiscence = elektronický proces v pevných látkách( př. polovodiče – svítící diody) nebo i organických látkách ( světlušky, trouchnivějící pařez)

Šíření světla: Patří do geometrické optiky Světlo se od zdroje šíří přímočaře dokud nenarazí na překážku, případně na rozhraní s jiným prostředím. K popisu tohoto jevu používáme pojem světelný paprsek = přímka, podél níž se světlo šíří Ideální samostatné paprsky neexistují, jedná se vždy o svazky omezené hraničními paprsky Důkaz o přímočarém šíření nám poskytuje vytváření stínů

Tvary svazků: Divergentní (rozbíhavý) – paprsky vycházející radiálně ze společného zdroje tvoří rozbíhavý svazek, jehož průměr se vzdáleností od zdroje roste

Tvary svazků: Konvergentní (sbíhavý) – svazky, jejichž paprsky směřují do jednoho bodu, průměr svazku se zmenšuje

Tvary svazků: Paralelní – paprsky jsou rovnoběžné, průřez svazku se nemění

Tvary svazků: Difúzní – pokud mají jednotlivé svazky nahodilý směr(nemají tady společný zdroj ani nesměřují do jednoho bodu), nejedná se vlastně o svazek v pravém slova smyslu

Zatmění Slunce a Měsíce: Sluneční paprsky dopadají na nebeské těleso a za ním vytváří polostín Pokud se Měsíc dostane mezi Slunce a Zemi, dopadá na ni jeho stín a v těchto místech, tzv. pásu totality, pozorujeme úplné zatmění Slunce, v oblastech přilehlých lze pozorovat částečné zatmění

Zatmění Slunce a Měsíce: Pokud se Země dostane mezi Slunce a Měsíc a její stín úplně zakryje Měsíc, dochází k úplnému zatmění Měsíce. Měsíc našemu zraku nezmizí úplně, protože na něj dopadá určitá část světla rozptýleného v atmosféře, pouze potemní.

Rychlost světla: Ve vakuu je určena přesnými měřeními z první poloviny 20. století takto: c = ,458 km/s Často se používá zaokrouhlená hodnota c = km/s Ve všech průhledných prostředích je menší než ve vakuu. Poměr rychlosti světla ve vakuu ku rychlosti světla v daném prostředí se nazývá index lomu n = c/v ≥ 1

Intenzita světla: Aby bylo možno posoudit různou intenzitu světla byl zaveden pojem a jednotka svítivosti I Jeví-li se nám jeden zdroj světla z dané vzdálenosti jasnější než druhý, má větší svítivost Jednotka svítivosti je kandela (tj. svíčka, 1cd) 1 cd = svítivost zdroje záření, které vyzařuje monochromatické světlo s frekvencí 540∙10¹⁴ Hz Světelný tok Φ = světelný výkon vnímaný okem jednotka světelného toku 1 lumen (1lm) = světelný tok, který vysílá bodový zdroj o svítivosti 1cd umístěná ve středu koule o r=1m na 1m² kulové plochy

Osvětlenost: Svítivost je vlastnost zdroje, osvětlenost E je vyvolána zdrojem na určitém přijímači Osvětlenost je při kolmém dopadu světla přímo úměrná intenzitě zdroje a nepřímo úměrná druhé mocnině vzdálenosti Při úhlu dopadu α je osvětlenost: Přístroje na měření intenzity světla jsou fotometry.

Citace: GASCHA, Heinz, PFLANZ, Stefan. Kompendium fyziky. 1. vydání. Banská Bystrica: Euromedia Group, k.s. – Universum, ISBN Kapitola III, s. 111 – 118.