Digitální učební materiál Autor: Ing. Jiří Šťastný Předmět/vzdělávací oblast: Fyzika Tematická oblast: Optika Téma: Polarizace, interference, difrakce Ročník: 4. Datum vytvoření: Listopad 2013 Název: VY_32_INOVACE_07.2.06.FYZ Anotace: Vysvětlení pojmů polarizace, interference a difrakce světla z pohledu vlnové optiky. Učební materiál slouží jako inovativní prezentační doplněk výuky a využívá aktivizujících možností multimediálních prostředků včetně hypertextových odkazů. Závěrečné kontrolní otázky zvyšují interaktivitu výuky a podporují samostatné myšlení žáků. Multimediální výuka svou přehledností a názorností podporuje zájem a aktivitu i u slabších žáků. Metodický pokyn: Prezentace primárně slouží pro výklad v hodině, ale může být využita i k samostudiu a pro distanční formu vzdělávání. Otázky na konci tématu ověřují, jak žáci danou problematiku zvládli, a po vytištění je lze použít i pro písemné ověření jejich znalostí. Materiál vyžaduje použití multimediálních prostředků – PC a dataprojektoru.

Další vlnové vlastnosti světla Interference – skládání. Podstata spočívá v tom, že vlnění přicházejí do určitého bodu z různých zdrojů a v tomto bodě se skládají. Interference se projevuje na mýdlových bublinách nebo na olejových skvrnách (plovoucích na vodě). Výsledkem interference je zesílení světla v místech, kde vzniká interferenční maximum a zeslabení v místě minima.

Koherentní vlnění Koherentní jsou světelná vlnění stejné frekvence, jejichž vzájemný fázový rozdíl v uvažovaném bodě prostoru se s časem nemění. Obr. 1 Youngův pokus http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Fentes_young.jpg

Newtonova skla Newtonova skla tvoří planparalelní deska, k níž je přiložena ploskovypuklá čočka o velkém poloměru křivosti. Mezi čočkou a deskou vzniká tenká vrstva vzduchu a při dopadu monofrekvenčního světla dochází k interferenci. Obr. 2 Newtonova skla http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6c/Newton%27s_rings_02.svg

Difrakce – ohyb světla Difrakce (ohyb světla) je jev, u kterého se světlo dostává do oblasti geometrického stínu. Tento jev lze sledovat, když prochází světlo štěrbinou, jejíž šířka je srovnatelná s vlnovou délkou. Za štěrbinou se na stínítku zobrazí difrakční neboli ohybové obrazce, tj. světlé a tmavé proužky různé šířky.

Difrakce na malé štěrbině Obr. 3 Difrakce na malé štěrbině http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Difrakce_sterbina_mala.png

Polarizace U polarizovaného světla kmitá vektor intenzity (E) stále ve stejné rovině. Polarizace lze docílit odrazem, dvojlomem na islandském vápenci nebo filtrem (polaroidem). Obr. 4 Polarizace http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Wire-grid-polarizer.svg

Efekt polarizačního filtru na barevné fotografii oblohy Efekt polarizačního filtru na barevné fotografii oblohy. Obrázek vpravo je nasnímán s použitím filtru. Obr.5 Efekt polarizačního filtru http://commons.wikimedia.org/wiki/File:CircularPolarizer.jpg

Kontrolní otázky Jaké znáte vlnové vlastnosti světla? Co je polarizace světla? K čemu slouží Newtonova skla? Kde se používají polarizační filtry?

Kontrolní otázky-odpovědi Jaké znáte vlnové vlastnosti světla? Ohyb, lom, rozklad, interference, polarizace. Co je polarizace světla? Situace, kdy vektor intenzity kmitá stále ve stejné rovině. K čemu slouží Newtonova skla? K určování rovinnosti ploch. (např. při obrábění) Kde se používají polarizační filtry? Ve fotografii.

Použité zdroje: SVOBODA, Emanuel a kol. Přehled středoškolské fyziky. 3. vyd. Praha: Prometheus, 1996, ISBN 80-7196-116-7. LEPIL, Oldřich; BEDNAŘÍK, Milan; HÝBLOVÁ, Radmila. Fyzika pro střední školy II. Praha: Prometheus, 2002, ISBN 80-7196-185-X Obrázek 1 Youngův pokus: FREE SOFTWARE FOUNDATION, Nadace. „Wikipedia.cz“ [online]. [cit. 9.11.2013]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Fentes_young.jpg Obrázek 2 Newtonova skla: HARVARD UNIVERSITY. „Wikipedia.cz“ [online]. [cit. 9.11.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Newton%27s_rings_02.svg?uselang=cs Obrázek 3 Difrakce na malé štěrbině: PAJS. „Wikipedia.cz“ [online]. [cit. 9.11.2013]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Difrakce_sterbina_mala.png Obrázek 4 Polarizace: DRBOB. „Wikipedia.cz“ [online]. [cit. 9.11.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wire-grid-polarizer.svg Obrázek 5 Efekt polarizačního filtru: PICCOLONAMEK. „Wikipedia.cz“ [online]. [cit. 9.11.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:CircularPolarizer.jpg Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Jiří Šťastný.