zpracovaný v rámci projektu Výukový materiál zpracovaný v rámci projektu Název příjemce Základní škola, Bojanov, okres Chrudim Registrační číslo projektu CZ.1.07/1.4.00/21.1105 Název projektu Škola nás baví Šablona: III/2 – Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Sada: 1/dum č. 18 Předmět: Fyzika Třída: VII. Ověření ve výuce dne: 23.5.2013

Předmět : Fyzika Ročník : sedmý Klíčová slova : rozklad světla optickým hranolem, lidské oko, oční vady Jméno autora : Mgr. Lubomír Křapka Škola : Základní škola, Bojanov, okres Chrudim 538 26 Bojanov 90

Světelné jevy - IV.

9. Rozklad světla optickým hranolem Pro středověkou optiku bylo vysvětlení barev světla a látky velkým problémem. V roce 1672 dokázal Isaac Newton, že se bílé světlo skládá z barevných světel. Dopadá-li na hranu skla svazek paprsků bílého světla, zobrazí se v určitém místě řada na sebe navazujících barevných proužků. Po jednom lomu není rozklad světla příliš patrný, protože paprsky barevného světla svírají velmi malý úhel (řádově desetiny stupně). Proto se pro rozklad bílého světla používá vícenásobný lom na několika optických rozhraních. Nejčastěji se používá optický hranol vyrobený ze skla.

Na lámavých plochách optického hranolu se světlo láme dvakrát, a proto je odchylka barevných složek bílého světla od původního směru větší než při lomu na jednom rozhraní. Paprsek stejnobarevného světla, např. červeného, dopadá na rozhraní vzduchu a skla a láme se ke kolmici. β2 α1 β1 α2 Po průchodu skleněným hranolem dopadá paprsek na rozhraní skla a vzduchu a láme se od kolmice. Na hranol dopadá paprsek bílého (slunečního ) světla. Bílé světlo je složeno ze všech barev světla, každá barva se šíří jinou rychlostí. Díky tomu se při lomu bílé světlo rozloží na jednotlivé barevné složky – hranolové světelné spektrum.

Bílé denní světlo se hranolem rozloží na spektrum, v němž jsou zastoupeny všechny barvy odpovídající složkám světla v posloupnosti: červená, oranžová, žlutá, zelená, modrá, fialová. Pořadí barev je vždy stejné. Nejméně se láme červené světlo, nejvíce světlo fialové. Sluneční světlo je složeno ze všech spektrálních barev. Při průchodu skleněným hranolem se rozkládá na jednotlivé barevné složky, vzniká spojité hranolové spektrum. Rozklad slunečního světla můžeme pozorovat při dopadu světla na hranu skla nebo na vrstvu vody („vodní hranol“).

Na principu lomu světla je založen i vznik duhy Na principu lomu světla je založen i vznik duhy. Duhu pozorujeme nejlépe, když máme Slunce za zády, nízko nad obzorem a v prostoru před námi prší. zvětšená dešťová kapka Sluneční světlo se láme na kapkách vody. Paprsky, které přicházejí do našeho oka z rozličných kapek a jsou stejně odchýleny od směru paprsků dopadajících na kapky, vytvářejí oblouk téže barvy. Proto vidíme duhu jako barevný oblouk s vnitřním okrajem fialovým a vnějším okrajem červeným.

10. Zrak, Lidské oko Zrak  je smysl, který umožňuje živočichům vnímat světlo, různé barvy, tvary. Pro člověka je to smysl nejdůležitější, asi 80 % všech informací vnímáme zrakem. Zrak je zaměřen především na vnímání kontrastu, proto dovoluje vidění kontur předmětů, jejich vzdálenost a významně se podílí na orientaci v prostoru. V oku se ostrý obraz promítá pomocí čočky na sítnici – zde jsou buňky, které obraz zpracují pro oční nerv.

Optická soustava oka je tvořena rohovkou, očním mokem, oční čočkou a sklivcem. Oční čočka samotná má optickou mohutnost v rozmezí 22 až 32 dioptrií. Duhovka mění svoji velikost podle množství přicházejícího světla Čočka mění svůj tvar podle vzdálenosti pozorovaného předmětu – při její špatné funkci pozorujeme nejčastější oční vady

Akomodace (přizpůsobení) oka je schopnost měnit jeho optickou mohutnost tak, aby se předměty nacházející se v různých vzdálenostech zobrazily vždy na sítnici. Dímáve-li se na vzdálené předměty, oční čočka má malé zakřivení a akomodace oka je menší. Pozorujeme-li předměty blízké, oční čočka má velké zakřivení a akomodace oka je větší. Dioptrie Dioptrie je jednotka optické mohutnosti sférické čočky nebo zakřiveného zrcadla, definovaná jako převrácená hodnota ohniskové vzdálenosti. Má tedy rozměr m-1. Používá se hlavně v oční optice (zkratka dpt). Více o dioptriích na lékařském předpise

Skladba lidského oka bělima sítnice žlutá duhovka skvrna čočka sklivec zrakový nerv rohovka slepá skvrna

Oční čočka je spojka, vytváří na sítnici skutečný a převrácený obraz, menší než je pozorovaný předmět. Normální oko mění zakřivení oční čočky podle vzdálenosti pozorovaných předmětů. Nejbližší bod, který ještě vidí oko ostře při největším zakřivení čočky, se nazývá blízký bod. Zdravé oko ho má ve vzdálenosti 10 cm. Nejvzdálenější bod, který vidí oko ostře bez přizpůsobení oční čočky, je vzdálený bod. Zdravé oko ho má v nekonečnu.

Vady oka - Krátkozrakost – vidí dobře blízké předměty, nedokáže zaostřit při pohledu na vzdálené předměty. Obraz vzdáleného předmětu vznikne před sítnicí: Krátkozrakost se upravuje brýlemi s rozptylkami, které posunou obraz vzdáleného předmětu na sítnici. obraz obraz

Dalekozrakost se upravuje brýlemi se spojkami, které Vady oka - Dalekozrakost – vidí dobře vzdálené předměty, nedokáže zaostřit při pohledu na blízké předměty Obraz blízkých předmětů vznikne až za sítnicí: Dalekozrakost se upravuje brýlemi se spojkami, které posunou obraz blízkého předmětu na sítnici. obraz obraz

Další oční vady Šedý zákal (katarakta) je onemocnění, kdy dochází k postupnému zkalení čočky. Průnik světla dopadajícího na sítnici je tak omezen a dochází ke zhoršení zrakových funkcí. Objevuje se většinou u straších lidí, může se však objevit i u mladších pacientů a může být i vrozené. Zelený zákal (glaukom) je označení pro určitý typ poškození zraku, jehož podstatou je poškození očního nervu. Obvyklým způsobem vzniku poškození je vysoký nitrooční tlak. Příčin zvýšení nitroočního tlaku může být mnoho (infekce, porucha regulace tvorby nitrooční tekutiny, ucpání odtokových kanálků, …).

Astigmatismus se projevuje zamlženým nebo zkresleným obrazem na jakoukoliv vzdálenost.  Astigmatismus (tzv. cylindrická oční vada) je refrakční vada, způsobující nepřesné zaostření světla na sítnici. Vyskytuje se také často společně s  krátkozrakostí nebo dalekozrakostí. 

Vetchozrakost není klasickou oční vadou, ale spíše projevem stárnutí oka a ztráty jeho pružnosti zaostřování.  Vetchozrakost (presbyopie pochází z řeckého „presbys opia“ = staré oko) se objevuje kolem 45. roku a kolem 60. roku života se ustálí a dále se nezhoršuje.  Při vetchozrakosti se oku již nedaří zaostřovat na blízké předměty, hlavně při čtení za horších světelných podmínek. Bez korekce této vady můžou nastat bolesti hlavy a únava očí. 

Strabismus  je medicínský název pro vadu zraku –šilhání či šilhavost, tzn. stav, kdy oči nehledí rovnoběžně a jedno se odchyluje od běžného směru. Touto vadou zraku se zabývá ortoptika. Tato vada může být zjevná (heterotropie) nebo skrytá (heteroforie – projevuje se např. při únavě nebo při zakrytí zdravého oka a jeho následném odkrytí). Může být způsobena poruchou některé ze složek jednoduchého binokulárního vidění především do věku 7 let. Jednoduché binokulární vidění je schopnost vidět obraz jednoduše.

Barvoslepost (daltonismus) je porucha barevného vidění lidského oka Barvoslepost (daltonismus) je porucha barevného vidění lidského oka. Její odborný název je odvozen od jména anglického přírodovědce Johna Daltona, který touto poruchou sám trpěl a vědecky ji popsal. Barvoslepost má několik typů podle toho, jakou barvu člověk nevnímá. Zřídka se vyskytuje barvoslepost na všechny barvy (černobílé vidění). Nejčastějším případem je neschopnost rozlišit červenou a zelenou barvu, méně častá je barvoslepost na žlutou a modrou. Zkusíš test na BARVOCIT ???

Odkazy a použitá literatura Kolářová R., Bohuněk J., Fyzika pro 7. ročník základní školy, Prometheus, ISBN 80-7196-119-1 Kolářová R., Bohuněk J., Fyzika pro 9. ročník základní školy, Prometheus, ISBN 80-7196-193-0 Jáchim F., Tesař., Fyzika pro 7.ročník základní školy, SPN, ISBN 80-7235-116-8 Rauner K. a kol., Fyzika 7., Učebnice pro základní školy a víceletá gymnázia, Fraus, ISBN 80-7238-432-7 Bohuněk J., Pracovní sešit k učebnici fyziky 8, Prometheus, ISBN 80-7196-270-0 Rauner K. a kol., Fyzika 8 Pracovní sešit pro základní školy a víceletá gymnázia, Fraus, ISBN 80-7238-526-7 [Clipart] www.google.com

Odkazy na web [ PTP] Optika i. + II.ppt - Fyzika on-line http://www.fyzikaonline.cz/wp-content/plugins/download-monitor/download.php?id=60 http://www.fyzikaonline.cz/wp-content/plugins/download-monitor/download.php?id=61 Rozklad světla optickým hranolem www.fyzweb.chytrak.cz/7r/rozkladsvetla.pps / Aplety Lom světelného paprsku http://kabinet.fyzika.net/aplety/ph14cz/refraction_cz.html