Digitální učební materiál Autor: Ing. Jiří Šťastný Předmět/vzdělávací oblast: Fyzika Tematická oblast: Optika Téma: Mezní úhel, úplný odraz Ročník: 4. Datum vytvoření: Listopad 2013 Název: VY_32_INOVACE_07.2.04.FYZ Anotace: Mezní úhel, úplný odraz jako zvláštní případ lomu od kolmice. 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.

Mezní úhel Při přechodu světla z prostředí opticky hustšího do opticky řidšího se paprsek láme od kolmice. Při určitém úhlu dopadu – mezním úhlu – dojde k tomu, že úhel lomu je 90o. Po překročení mezního úhlu dopadu lom již nenastává.

Mezní úhel Obr.1 Mezní úhel

Úplný odraz Obr.2 Úplný odaz

Zákon záměnnosti a zákon odrazu Zákon záměnnosti chodu paprsků: Dopadající a odražený (lomený) paprsek je možno zaměnit. Zákon odrazu: Úhel odrazu je roven úhlu dopadu, odražený paprsek leží v rovině dopadu.

Využití úplného odrazu Úplného odrazu je využito ve vláknovém vlnovodu – optickém vláknu. Světlo se šíří po trajektorii dané tvarem vlákna. V optických přístrojích dochází k úplnému odrazu na optických hranolech – fotoaparáty, periskopy. Při úplném odrazu nedochází ke ztrátám.

Disperze světla Rychlost světla v prostředí s indexem lomu větším než jedna závisí na frekvenci světla. Tento jev se nazývá disperze světla. V důsledku disperze závisí na frekvenci i hodnota indexu lomu. Ve vakuu k disperzi nedochází. Disperze způsobuje, že paprsky světla různých barev se lámou pod různými úhly.

Kontrolní otázky Za jakých okolností nastává úplný odraz? Co říká zákon záměnnosti chodu paprsků? Co říká zákon odrazu? Vysvětlete pojem disperze světla a co způsobuje.

Kontrolní otázky-odpovědi Za jakých okolností nastává úplný odraz? Při překročení mezního úhlu. Co říká zákon záměnnosti chodu paprsků? Dopadající a odražený (lomený) paprsek je možno zaměnit. Co říká zákon odrazu? Úhel odrazu je roven úhlu dopadu, odražený paprsek leží v rovině dopadu. Vysvětlete pojem disperze světla a co způsobuje. Rychlost světla v prostředí s indexem lomu větším než jedna závisí na frekvenci světla. Disperze způsobuje, že paprsky světla různých barev se lámou pod různými úhly.

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 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Jiří Šťastný.