registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0809. 2. února 2013 VY_32_INOVACE_170219_Svetlo_a_jeho_sireni_DUM SVĚTLO A JEHO ŠÍŘENÍ Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Miroslava Víchová. Obchodní akademie a Střední odborná škola logistická, Opava, příspěvková organizace. Materiál byl vytvořen v rámci projektu OP VK 1.5 – EU peníze středním školám, registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0809.

1. Šíření světla 2. Odraz a lom světla 3. Rozklad světla 4. Interference

Šíření světla Nastávají případy: dále Šíření světla je ovlivněno prostředím, kterým světlo prochází. Nastávají případy: průchod světla beze změny nastává u čirého prostředí (sklo, voda) absorpce světla projde jen světlo určitých vlnových délek a jiné vlnové délky jsou pohlceny (barevná skla, filtry) rozptyl světla (disperze) mění se směr šíření (matné prostředí) odraz světla světlo prostředím neprochází, odráží se (zrcadlo) Obr.1 dále

Šíření světla tabulka indexů lomu Rychlost šíření světla dále v prostředí se šíří světlo menší rychlostí než ve vakuu Index lomu c – rychlost světla ve vakuu v – rychlost světla v prostředí Index lomu udává, kolikrát je rychlost světla v prostředí menší než rychlost světla ve vakuu (kladné číslo, > 1, nemá jednotku). Příklady indexů lomů: voda – 1,33 sklo – 1,5 – 1,9 tabulka indexů lomu dále

Šíření světla Optická prostředí: dále Od zdroje se šíří světlo v kulových vlnoplochách. Ve velké vzdálenosti od zdroje lze považovat kulové plochy za rovinné. Světelný paprsek je přímka kolmá na vlnoplochu. Optická prostředí: látky, kterými světlo prochází průhledné optické prostředí nedochází k rozptylu světla může být čiré nebo barevné skrz něj je vidět Obr.2 dále

Šíření světla Dělení prostředí z hlediska optických vlastností dále průsvitné optické prostředí světlo se šíří prostředím, ale z části se rozptyluje (mléčné sklo, voda s mlékem) toto prostředí lze prosvítit neprůhledné optické prostředí světlo se v něm silně pohlcuje, nebo na povrchu odráží Dělení prostředí z hlediska optických vlastností homogenní (stejnorodé) prostředí má v celém objemu stejné vlastnosti izotropní vlastnosti prostředí jsou nezávislé na směru šíření světla (sklo, voda) dále

Šíření světla zpět na obsah další kapitola anizotropní vlastnosti světla jsou závislé na změně šíření světla prostředí má v různých směrech různé optické vlastnosti (některé typy krystalů) V opticky homogenním prostředí se světlo šíří přímočaře a jednotlivé paprsky postupují nezávisle jeden na druhém. Obr.3 zpět na obsah další kapitola

Odraz a lom světla Odraz (reflexe) Zákon odrazu dále Na rozhraní dvou prostředí dochází k odrazu nebo lomu dopadajících paprsků. Odraz (reflexe) Zákon odrazu Velikost úhlu dopadu α se rovná velikosti úhlu odrazu α´. Úhel odrazu nezávisí na frekvenci dopadajícího světla a nemění se rychlost šíření světla po dopadu (nemění se ani index lomu). Při kolmém dopadu se odráží paprsek po stejné komici zpět. Platí: α = α´ = 0 dále

Odraz a lom světla dále Rozptyl Na nerovném povrchu se světlo rozptyluje (např. na vodní hladině). Využití odrazu zrcadla periskopy Obr.4 Obr.5 dále

Odraz a lom světla Lom světla dále paprsek dopadá na rozhraní dvou prostředí a postupuje do druhého prostředí pod jiným úhlem – „láme se“ (změní se směr paprsku) změní se také rychlost šíření principy lomu paprsků popisuje Snellův zákon, pojmenovaný podle nizozemského matematika Snellův zákon lze napsat: Poměr sinu úhlu dopadu a sinu úhlu lomu se rovná podílu rychlosti šíření světla v obou prostředích. dále

Odraz a lom světla v1 > v2 Při šíření světla z prostředí opticky řidšího do prostředí opticky hustšího se paprsky lámou směrem ke kolmici. α > β v1 > v2 Obr.6 dále

Odraz a lom světla α < β v1 < v2 Úplný odraz světla paprsek se šíří z prostředí opticky hustšího do prostředí opticky řidšího při tzv. mezním úhlu αm je úhel β = 90° při tomto mezním úhlu ještě nastane lom, ale při větším úhlu nastává totální odraz pro rozhraní sklo – vzduch je αm = 42° Při šíření světla z prostředí opticky hustšího do prostředí opticky řidšího se paprsky lámou od kolmice. dále

Odraz a lom světla Obr.7 dále

Lom světla na encyklopedii fyziky Odraz a lom světla Využití: refraktometry – přístroje, které měří index lomu látky vlnovody, které se používají v optoelektronice a sdělovací technice (základem je skleněné vlákno, v kterém se světlo úplně odráží) světlovod diamant – zjištění pravosti Obr.8 Obr.9 Lom světla na encyklopedii fyziky zpět na obsah další kapitola

Rozklad světla Rozklad světla (disperze) dále při dopadu bílého světla na rozhraní dochází k rozkladu světla na barevné složky disperzi objevil na skleněném hranolu Isaac Newton Obr.10 dále

Rozklad světla dále Jevy spojené s odrazem, lomem nebo disperzí světla fata morgána vzniká např. v poušti v důsledku nerovnoměrného ohřevu vzduchu nad zemí na rozhraní vrstev vzduchu dochází k úplnému odrazu světla a vytváří se obraz jako v dutém zrcadle duha vzniká v atmosféře rozkladem světla na kapičkách vody dále

Optické úkazy v atmosféře – Astro.cz Rozklad světla barva oblohy modrá barva je dána zemskou atmosférou a vzniká rozptylem slunečního světla na molekulách vzduchu nejvíce se rozptyluje barva fialová a modrá lidské oko není na fialovou barvu příliš citlivé, a proto vidíme modrou bělavou barvu oblohy způsobuje znečištění (prach, krystalky ledu,…) Optické úkazy v atmosféře – Astro.cz zpět na obsah další kapitola

Interference dále je skládání dvou nebo více vlnění u vlnění, které mají stejnou vlnovou délku respektive frekvenci, je interference nejvýraznější mezi vlnami musí být fázový rozdíl lze ji pozorovat nejsnáze mezi koherentními vlnami (to jsou vlny, jejichž fázový rozdíl se s časem nemění) dochází k zesílení nebo zeslabení vlnění Pozn.: Obrázek ukazuje interferenci na slabé vrstvě oleje na vodě. Obr.11 dále

Interference dále Interference při odrazu světla na CD Interference u vlnění vznikajících ze dvou bodů Obr.12 Obr.13 dále

Interference Využití interference dále při kontrole opracování čoček, optických hranolů při výrobě protiodrazových (antireflexních) vrstev (aby nevznikaly odrazy světla např. u objektivů, dalekohledů, brýlí) v holografii – metoda záznamu trojrozměrného záznamu, tvoří se hologramy vzácných předmětů nebo se ukládají data Obr.14 dále

Co dokáže světlo - YouTube Interference Obr.15 Co dokáže světlo - YouTube zpět na obsah konec

POUŽITÁ LITERATURA ŠTOLL, Ivan. Fyzika pro netechnické obory SOŠ a SOU. Praha: Prometheus, 2003. ISBN 80-7196-223-6

CITACE ZDROJŮ Obr. 1 HOGERVORST, Gerard. Soubor:Spiegel.jpg: Wikimedia Commons [online]. 6 October 2004 [cit. 2013-02-02]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c9/Spiegel.jpg Obr. 2 OIMEL. Soubor:Bleikristall nachtmann karaffen.jpg: Wikimedia Commons [online]. 23 July 2008 [cit. 2013-02-02]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c1/Bleikristall_nachtmann_karaffen.jpg Obr. 3 PAJS. Soubor:Princip vzajemne nezavislosti paprsku.svg: Wikimedia Commons [online]. 20 July 2007 [cit. 2013-02-02]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/ff/Princip_vzajemne_nezavislosti_paprsku.svg Obr. 4 REIS, Marcelo. File:Difracao.svg: Wikimedia Commons [online]. 27 September 2005 [cit. 2013-02-02]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6e/Difracao.svg Obr. 5 SCHIRM, Christian. File:Periscope simple.svg: Wikimedia Commons [online]. 19 January 2006 [cit. 2013-02-02]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/68/Periscope_simple.svg Obr. 6 JX. Soubor:Snelluv zakon.svg: Wikimedia Commons [online]. 5 January 2007 [cit. 2013-02-02]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6c/Snelluv_zakon.svg

CITACE ZDROJŮ Obr. 7 JOSELL7. File:RefractionReflextion.svg: Wikimedia Commons [online]. 27 September 2012 [cit. 2013-02-02]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5d/RefractionReflextion.svg Obr. 8 ALEXANDROV, Oleg. File:Snells law wavefronts.gif: Wikimedia Commons [online]. 1 January 2008 [cit. 2013-02-02]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/dc/Snells_law_wavefronts.gif Obr. 9 KÜHN, Stefan. File:Sonnenrohr.svg: Wikimedia Commons [online]. 22 May 2007 [cit. 2013-02-02]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bf/Sonnenrohr.svg Obr. 10 KALKI. File:Light dispersion conceptual waves.gif: Wikimedia Commons [online]. 6 April 2010 [cit. 2013-02-02]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f5/Light_dispersion_conceptual_waves.gif Obr. 11 JOHN. File:Dieselrainbow.jpg [x]: Wikimedia Commons [online]. 16 March 2007 [cit. 2013-02-02]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/06/Dieselrainbow.jpg Obr. 12 QWERTZ987654321. File:Interferenz bei der Lichtreflexion an einer CD.jpg: Wikimedia Commons [online]. 27 July 2012 [cit. 2013-02-02]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/39/Interferenz_bei_der_Lichtreflexion_an_einer_CD.jpg

CITACE ZDROJŮ Obr. 13 OLEG ALEXANDROV. File:Two sources interference.gif: Wikimedia Commons [online]. 13 January 2008 [cit. 2013-02-02]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2c/Two_sources_interference.gif Obr. 14 HEIKE LÖCHEL. File:Hologram.jpg: Wikimedia Commons [online]. 21 March 2007 [cit. 2013-02-02]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/39/Hologram.jpg Obr. 15 GEORG-JOHANN LAY. File:Holo-Mouse.jpg: Wikimedia Commons [online]. 5 March 2008 [cit. 2013-02-02]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c6/Holo-Mouse.jpg Pro vytvoření DUM byl použit Microsoft PowerPoint 2010.

Děkuji za pozornost. Miroslava Víchová