Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0581 Číslo materiálu VY_32_INOVACE_ENI-2.MA-08_Povaha optického záření Název školy Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno Autor Ing. Miroslav Krýdl Tematická oblast ELEKTRONIKA Ročník druhý Datum tvorby 22.6.2012 Anotace Tematický celek je zaměřen na problematiku základů elektroniky. Prezentace je určena žákům 2.ročníku, slouží jako doplněk učiva. Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora

POVAHA OPTICKÉHO ZÁŘENÍ

Optické záření má duální charakter: a) Optické záření se šíří, stejným způsobem jako rádiové vlny. Na tom je založena vlnová teorie. b) Vzájemné působení optického záření a hmoty vysvětluje částicová (kvantová) teorie.

Vlnová teorie elektromagnetické podstaty optického záření Teoretickými pracemi a porovnáním vlastností šíření optického záření a elektromagnetického záření centimetrových vlnových délek byla prokázána elektromagnetická podstata optického záření. Optické záření má : Amplitudu Frekvenci => vlnová délka l Fázový posuv  Obor optického záření zahrnuje oblast vlnových délek od 1 nm do 1 cm.

Rychlost optického záření ve vakuu má hodnotu c = 299 796 km . s -1. Optické záření se nešíří v různých prostředí stejnou rychlostí, ale rychlost šíření je závislá na permeabilitě m (magnetická složka) a permitivitě e (elektrická složka) prostředí. V reálném prostředí je rychlost optického záření vždy menší než ve vakuu. Rychlost optického záření ve vakuu má hodnotu c = 299 796 km . s -1. Podíl rychlosti optického záření ve vakuu c a rychlosti optického záření v reálném prostředí v je nazýván index lomu prostředí n Prostředí s nižší rychlostí optického záření se nazývá opticky hustší, prostředí s vyšší rychlostí optického záření opticky řidší.  

Kvantová teorie optického záření Německý fyzik Planck dokázal, že světelné záření může být pohlcováno nebo vyzařováno v určitých celistvých energetických kvantech. Energie optického záření je soustředěna v určitých částicích, které Albert Einstein nazval fotony (částice viditelného světla) či fonony (částice neviditelného světla). U Roentgenova záření, které má vysoký kmitočet, má kvantum vysokou energii a při vzájemném působení hmoty a záření se tato kvanta významně projevují.

Ani jedna z uvedených teorií plně nepopisuje vlastnosti optického záření a proto je nutné při popisu optických jevů používat obě. Foton či fonon je nedělitelnou částí a má energii, která je úměrná kmitočtu optického záření. Energie fotonu (fonon) vzrůstá se vzrůstajícím kmitočtem. Čím je kmitočet vyšší, tím větší má foton (fonon) energii. Energii fotonu (fononu) je možné vyjádřit také pomocí kmitočtu, protože mezi kmitočtem f, vlnovou délkou optického záření l a rychlostí optického záření c platí vztah:

Otázky ke zkoušení Definuj co je to duální charakter optického záření. Jaké parametry má optické záření ? Napiš vztah pro výpočet vlnové délky optického záření a definuj názvy jednotlivých veličin ve vztahu. Vysvětli na jakých veličinách je závislá rychlost vlnění optického záření. Jaká je hodnota rychlosti optického záření ve vakuu a v reálném prostředí ? Napiš vztah pro index lomu. Definuj co je to index lomu. Vysvětli co je to prostředí opticky hustší. Vysvětli co je to prostředí opticky řidší. Definuj co je to kvantová teorie optického záření. Jaké jsou částice viditelného a neviditelného světla ? Popiš jak je energie fotonu (fononu) závislá na frekvenci.

Použité zdroje: Kesl, Jan. Elektronika I – Analogová technika. Praha :BEN, 2003. 118 s. ISBN 80-7300-074-1. Ing.Hubička, Václav. Elektronika – dodatek. Praha :NADAS, 1986. 98 s. ISBN 31-041-86-0538. Dr. Ing. Boltík, Jiří; Ing. Český, Milan; Ing. Hojka, Jiří.; Ing. Vomela,Ladislav. Elektronická zařízení. Praha :SNTL, 1990. 440 s. ISBN L26-C2-II-84/55936. Ilustrace: archiv autora