Fyzika 7.ročník ZŠ Světelné jevy I. Optika Creation IP&RK

Obsah: Co je světlo, zdroje světla, optické prostředí Stín a polostín Měsíc a jeho fáze, zatměná Slunce a Měsíce Šíření světla, rychlost světla

Co je to světlo? Odpověď na otázku „Co je to světlo?“ není úplně jednoduchá. Snad Vám trochu pomůže osvětlit tuto problematiku zajímavé video z cyklu „Nezkreslená věda“ (www.youtube.com).

Světlo - shrnutí Světlo jsou elektromagnetické vlny o vlnových délkách 400nm až 750nm. největší vlnovou délku- světlo červené nejmenší vlnovou délku- světlo fialové Světlo se vakuu šíří rychlostí c = 300 000 km/s. Ve stejnorodém prostředí se šíří přímočaře a za neprůsvitnou překážkou se vytváří stín. vlnová délka > 750 nm → světlo infračervené vlnová délka < 400 nm → světlo ultrafialové A teď podrobněji … 

Zdroje světla Proč vidíme věci kolem sebe? Předměty vidíme, protože buď světlo vydávají, nebo ho odrážejí. Předměty, které světlo vydávají nazýváme zdroje světla. Světelné zdroje jsou buď přirozené nebo umělé. Přirozené zdroje světla: Slunce, světluška, oheň. Umělé zdroje světla: žárovka, zářivka. Plošný nebo bodový zdroj světla? Bodový zdroj: rozměry jsou vzhledem ke vzdálenosti zanedbatelné (hvězdy, pouliční lampy, světlo majáku, žárovka ve stolní lampičce). Plošný zdroj: rozměry nelze zanedbat (zářivka, Slunce)

Optické prostředí → optickým prostředím nazýváme každé prostředí, kterým se šíří světlo. Průhledné prostředí - směr světla se v takovém prostředí nemění. Světlo jde přímo od zdroje až k našemu oku. Mezi takové prostředí patří vzduch, sklo, voda. Průsvitné prostředí – světlo se v nich rozptyluje, tzn. mění svůj směr. Světlo tedy nejde přímo od zdroje k našemu oku, předmět vidíme rozmazaně. Mezi takové prostředí patří mléčné sklo, mlha. Neprůhledné prostředí – světlo se tu vlastně nešíří. Prostředí jej pohltí a k našemu oku se nedostane. Mezi takové prostředí patří plech, dřevo.

Světlo se šíří přímočaře! optické prostředí může být i : Čiré – propouští světlo všech barev Barevné – propouští světlo pouze jedné barvy Světlo se šíří optickým prostředím → je tvořeno proudem částic – fotonů, proto se šíří i vakuem !!! Světlo se šíří přímočaře! důkaz: tělesa umístěné na jedné přímce se překrývají, využití: zaměřování – stavby, geodeti

Stín = prostor za tělesem, kam nedopadá světlo. Vzniká za každým neprůhledným tělesem. Tvar a velikost závisí na: -tvaru a velikosti neprůhledného tělesa -vzdálenosti tělesa od zdroje světla -vzdálenosti stínítka od zdroje světla a od neprůhledného tělesa -zdroji světla

Stín tělesa osvětleným jedním bodovým zdrojem: za tělesem vznikne kuželový neosvětlený prostor Na stínítku vznikne plný stín = UMBRA Stín tělesa osvětleným dvěma bodovými zdroji: vzniknou za tělesem dva typy stínů: - plný stín (UMBRA) oblast, kde jsou stíny od obou zdrojů - polostín (PENUMBRA) oblast, kde je stín jen z jednoho zdroje

Stín a polostín - shrnutí Stín je místo, prostor, kam nedopadá ze světelného zdroje přímé světlo. Plný stín - je tmavý prostor za tělesem, kam světlo neproniká. Vrhnutý stín - je tmavý obraz (silueta) tělesa na promítací stěně. Těleso je osvětleno dvěma zdroji. V prostoru, do něhož z některého zdroje světlo vniká, je polostín.

Fáze Měsíce Proč Měsíc nevidíme stále stejně? Měsíc obíhá kolem Země a není zdrojem světla. Vidíme jen tu část Měsíce, která je osvětlena Sluncem. Problematika měsíčních fází a střídání ročních období je velmi pěkně znázorněna na následujících dvou videích: FÁZE MĚSÍCE ROČNÍ OBDOBÍ

Fáze Měsíce Nov - Celá část Měsíce, která je osvětlená je na opačné straně než je viditelná z povrchu Země. Měsíc nevidíme. První čtvrť- Vidíme přesně polovinu osvětlené části. Stále se zvětšuje viditelná část Měsíce. Úplněk - Vidíme celou osvětlenou část Měsíce. Třetí čtvrť - Vidíme opět přesně polovinu osvětlené části Měsíce. Viditelná část je stále menší, až se dostaneme opět k Novu, kdy Měsíc nevidíme vůbec. V období od Novu k úplňku říkáme, že Měsíc dorůstá, od úplňku k Novu říkáme, že Měsíc couvá.

Zatmění Slunce Slunce je hvězda hlavní posloupnosti, která obíhá okolo středu Mléčné dráhy. (Ve vzdálenosti od 25 000 do 28 000 světelných let. Oběh trvá přibližně 226 milionů let. Tvoří centrum sluneční soustavy, od Země je vzdálená 150 miliónu km, povrchová teplota je 6 000 °C, hmotnost je 1,989 . 1030 kg, poloměr  695 700 km. ) Zatmění Slunce – astronomický jev, který nastane, když Měsíc vstoupí mezi Zemi a Slunce, takže je částečně nebo zcela zakryje. Taková situace může nastat jen pokud je Měsíc v novu.

Zatmění Slunce Je-li Měsíc v novu a současně v rovině dráhy Země, může kužel jeho polostínu, popřípadě plného stínu, dopadnout na Zemi. dráha Země Zatmění Slunce nastává, vejde-li Země do stínu Měsíce.

Zatmění Slunce - dělení: úplné zatmění – V místech zemského povrchu, na který dopadá plný stín Měsíce, Slunce vůbec nevidět. částečné zatmění - V místech, na něž dopadá polostín.

Zatmění Měsíce Měsíc je jediná známá přirozená družice Země. Je asi 6x menší než Země, obíhá ve vzdálenosti asi 385 000 km. Jeden oběh trvá přibližně 27 dní, k Zemi je natočen stále stejnou stranou, vidíme ho díky světlu odraženému od Slunce. Zatmění Měsíce – astronomický jev, kdy měsíční kotouč je zastíněn planetou Zemí. Nastává při úplňku, pokud se Slunce, Země a Měsíc ocitnou v jedné přímce.

Zatmění Měsíce dráha Země polostín plný stín dráha Země polostín Země je osvětlována Sluncem jako plošným světelným zdrojem. Vzniká za ní prostor plného stínu a polostínu.

Zatmění Měsíce nastává, vejde-li Měsíc do stínu dráha Země Zatmění Měsíce nastává, vejde-li Měsíc do stínu Země.

Zatmění Měsíce - dělení: polostínové zatmění – žádná část Měsíce není zcela zastíněna Zemí. částečné zatmění – část povrchu Měsíce je zcela zastíněna Zemí. úplné zatmění – celý Měsíc je zcela zastíněn Zemí.

Šíření světla ve vakuu a ve vzduchu Ve vakuu stejně jako ve všech průhledných prostředích se šíří světlo přímočaře. Ve vakuu je světlo nejrychlejší a šíří se rychlostí 300 000 km/s. Ve vzduchu se světlo šíří jen o malinko pomaleji než ve vakuu. Pro naše účely budeme uvažovat, že rychlost světla ve vzduchu je také 300 000 km/s. Ve všech dalších průhledných prostředích se šíří světlo pomaleji než ve vzduchu

Rychlost světla - přehled Světlo se šíří obrovskou rychlostí Ze Slunce dorazí světlo k Zemi za 8 minut Ve vakuu je rychlost světla 300 000 km/s Označujeme ji c V ostatních prostředích je rychlost světla menší Optické prostředí Rychlost světla v km/s Vakuum 300 000 Vzduch Téměř 300 000 Led 229 000 Voda 225 000 Sklo 200 000 diamant 124 000

Konec I. části

Použité zdroje: