Rychlost světla a Šíření světla

Prezentace na téma: "Rychlost světla a Šíření světla"— Transkript prezentace:

1 Rychlost světla a Šíření světla
Vladimír Veselý,Lukáš Komínek 8.A Rychlost světla a Šíření světla Rychlost světla Přehled: Podle standardní moderní fyzické teorie, celé elektromagnetické záření, včetně viditelného světla, množí (nebo pohyby) u stálé rychlosti (nebo rychlost) v prázdné, obyčejně známý jako rychlost světla, který je fyzikální konstanta. Jeden důsledek práv elektromagnetismu (takový jako Maxwellovy rovnice) je to rychlost celektromagnetického záření nezávisí na rychlosti objektového vydávání záření; tak například světlo vydávané od rychle dojemného světelného zdroje by se pohybovalo při stejné rychlosti jako příchod světla od pevného světelného zdroje (ačkoli barva, frekvence, energie a hybnost světla budou posunutí, který je nazýván relativistickým Doppler účinkem).

2 Vzájemné ovlivňování s průhlednými látkami.
procházet materiály, světlo je zpomalováno k méně než c poměrem volal index lomu materiálu. Rychlost světla v vzduchu je jen mírně méně než c. Hustější média, takový jako voda a sklo, může pomalé světlo hodně více, k zlomkům takový jak 3/4 a 2/3 c. Toto snížení rychlosti je také zodpovědné za ohýbání světla u rozhraní mezi dvěma materiály s různými indexy, jev známý jako lom. Protože rychlost světla v materiálu závisí na indexu lomu a index lomu závisí na frekvenci světla, světlo u jiných frekvencí se pohybuje u různých rychlostí přes stejný materiál. Toto může způsobit pokřivení elektromagnetických vln, které sestávají z rozmanitých frekvencí, volalo rozptylování.

3 Historie Až do relativně nedávných časů, rychlost světla byla velmi věc dohadu. Empedocles udržoval to světlo bylo něco v pohybu, a proto tam musel být nějaký čas ubíhal v cestování. Aristoteles říkal, že, na opačný, “světlo je kvůli přítomnosti něco, ale to není hnutí”. Dále, jestliže světlo mělo konečnou rychlost, to by muselo být velmi velký; Aristoteles tvrdil “napětí na našich sílách víry je příliš velké” věřit tomuto. Jeden z starověkých teorií vize je že světlo je vydáváno od oka, místo bytí odráženého do oka od dalšího zdroje. Na této teorii, volavka Alexandrie předložila argument že rychlost světla musí být nekonečná, od vzdálených objektů takový jak hvězdy se objevují bezprostředně, když jeden otevře něčí oči

4 Měření rychlosti světla
Isaac Beeckman navrhoval experiment (1629) ve kterém jeden by sledoval záblesk odražení děla mimo zrcadlo o jedné míli pryč. Galileo navrhoval experiment (1638), se zřejmým požadavkem k mít vykonával to některé roky dříve, změřit rychlost světla tím, že pozoruje zpoždění, jak mezitím odkryje lucernu a jeho vnímání nějaká vzdálenost pryč. Descartes kritizoval tento experiment jak nadbytečný, v tom pozorování zatmění, který měl více síly objevit konečnou rychlost, dal záporný výsledek. Tento experiment byl uskutečněn Accademia del Cimento Florence v 1667, s lucernami oddělenými asi jednou mílí. Žádné zpoždění bylo pozorováno. Robert Hooke vysvětlil negativní výsledky, zatímco Galileo měl: tím, že poukáže na to taková pozorování nezaložila nekonečnou rychlost světla, ale jediný že rychlost musí být velmi velká. . Diagram Diagram Fizeau-Foucault aparát.

5 Relativita V 1887, fyzici Albert Michelson a Edward Morley hrál vlivný Michelson-Morley experiment změřit rychlost světla vztaženého k pohybu země, bytí cíle měřit rychlost Země přes “aether luminiferous”, střed, který byl pak myšlenku být nutný pro přenos světla. Jak ukázaný v diagramu Michelson interferometer, polovina-postříbřené zrcadlo bylo zvyklé na rozkol paprsek jednobarevného světla do dvou paprsků cestování u pravých úhlů k jednomu jiný. Poté, co opustil splitter, každý paprsek byl odrážen zpět a dále mezitím odráží několik časů (stejný číslo pro každý paprsek dát dlouho ale se rovnat optické délce; skutečný Michelson-Morley experiment používal více zrcadel než ukázaný) pak recombined produkovat vzor konstruktivního a destruktivního překážení. Nakonec, experiment dal nule výsledek. Schématická reprezentace Michelson interferometer, jak použitý pro Michelson-Morley experiment.

6 Optické prostředí Šíření světla:
Šíření světla je ovlivněno vlastnostmi prostředí, jímž světlo prochází. Mohou nastat tyto případy: 1. průchod světla (téměř) beze změny - čiré prostředí (sklo, voda, . . .) 2. absorpce světla - projde jen světlo určitých vlnových délek (barevné filtry, …) 3. rozptyl (disperze) světla - nepravidelně se mění směr šíření světla (matné prostředí) 4. odraz světla - světlo prostředím neprochází, ale odráží se (zrcadla, …)

7 Látky, kterými světlo prochází, označujeme jako optické prostředí
Látky, kterými světlo prochází, označujeme jako optické prostředí. To může být 1. průhledné - prostředí, v němž nedochází k rozptylu světla; mohou být čirá (sklo, voda, …) nebo barevná (potom propouští jen světlo některých vlnových délek) 2. průsvitné - světlo se prostředím šíří, ale zčásti se rozptyluje (mléčné sklo, voda s mlékem, …) 3. neprůhledné - světlo se v něm silně pohlcuje nebo se na povrchu odráží

8 Z hlediska optických vlastností může být optické prostředí:
1. opticky homogenní (stejnorodé) - optické prostředí, které má v celém svém objemu stejné optické vlastnosti 2. opticky izotropní - optické prostředí, jehož vlastnosti jsou nezávislé na směru 3. opticky anizotropní - optické prostředí, jehož vlastnosti závisí na směru šíření světla

9 Ze zdroje světla v opticky homogenním prostředí se šíří světlo všemi směry stejně
Ve velké vzdálenosti od bodového zdroje je možné považovat části kulové vlnoplochy za rovinné vlnoplochy. Směr šíření světla v homogenním optickém prostředí udávají přímky kolmé na vlnoplochu - paprsky. V homogenním prostředí se světlo šíří přímočaře. Skutečné zdroje světla není možné považovat za bodové zdroje, neboť světlo vychází současně z mnoha bodů (vlákno žárovky, plamen svíčky, …). Šíření světla si zjednodušeně představíme tak, že z každého bodu vycházejí paprsky, které se navzájem protínají. Přitom se ale vzájemně neovlivňují a postupují prostředím nezávisle jeden na druhém. Tento poznatek se nazývá princip nezávislosti chodu světelných paprsků

10 Stíny a filtry Stíny: Ve zvoleném osvětlení ale vrhá neuvěřitelné stín na okolo stojící budovu. Pohled přes médium staré diskety na zapadající Slunce. Médium z hlediska optiky funguje jako filtr. Zdroje: , ,