Optické javy

1. Kód ITMS projektu: 26110130519 Gymnázium Pavla Jozefa Šafárika – moderná škola tretieho tisícročia Optické javy

2. Obsah • Odrazové hranoly • Svetlovodné vlákna • Úlohy • Použité zdroje • Zopakujte si • Odraz a lom svetla • Lom svetla • Príklady • Úplný odraz svetla • Využitie úplného odrazu • Refraktometre

3. Zopakujte si • Vysvetlite pojmy: optika, svetlo, zdroje svetla, svetelný lúč a optické prostredie. • Aké optické prostredia poznáte? • Kedy nastane odraz a lom svetla? • Uveďte zákon odrazu a lomu. • Aká je rýchlosť šírenia svetla? • Definujte absolútny index lomu prostredia a jeho jednotku.

4. Odraz a lom svetla • platia rovnaké zákony ako pre mechanické vlnenie (Huygensov princíp) • pri dopade svetelného lúča na rozhranie dvoch rôznych optických prostredí sa svetlo čiastočne odrazí a čiastočne láme • Zákon odrazu: uhol dopadu α sa rovná uhlu odrazu α´. α = α´ k – kolmica dopadu α – uhol dopadu α´ - uhol odrazu β – uhol lomu v1,v2 – rýchlosti svetla

5. Lom svetla α– uhol dopadu β– uhol lomu v1– rýchlosť svetla v 1. prostredí v2 – rýchlosť svetla v 2. prostredí n1– index lomu 1. prostredia n2 – index lomu 2. prostredia lom ku kolmici β˂α n1 ˂ n2 , v1˃ v2 lom od kolmice β˃α n1 ˃ n2 , v1 ˂ v2

6. Príklady 1. Rýchlosť červeného svetla v skle je 199 200 km . s-1 a fialového 196 700 km . s-1 . Určte index lomu skla červeného a fialového svetla. 2. Index lomu ľadu je 1,31, vody 1,33, oleja 1,47, skla 1,51. Aká je rýchlosť svetla v daných prostrediach? 3. Časť svetla , ktorá dopadá na sklo, sa láme pod uhlom 30° a časť sa odrazí. Aký je uhol odrazu, keď je index lomu skla 1,6. 4. Žlté svetlo dopadá zo vzduchu na stenu diamantu pod uhlom 68°, lomený lúč je kolmý na odrazený. Aký je index lomu diamantu daného svetla?

7. Úplný odraz svetla • nastáva pri prechode svetla z opticky hustejšieho prostredia do opticky redšieho prostredia ak α = αm , β = 90° α ˃ αm, svetlo sa neláme, ale úplne sa odrazí (totálny odraz) αm – medzný uhol

8. Využitie úplného odrazu Úplný odraz sa využíva: • v refraktometroch • v odrazových hranoloch • v svetlovodných vláknach

9. Refraktometre 9

10. Odrazové hranoly • sa používajú v mnohých optických prístrojoch na zmenu chodu lúčov namiesto odrazu na zrkadle (fotoaparáty, ďalekohľady a pod.)

11. Svetlovodné vlákna • na stenách vlákna nastáva úplný odraz svetla • svetlo sa šíri vo vnútri vlákna • v lekárstve umožňujú osvetliť a pozorovať neprístupné miesta napr. v žalúdku • umožňujú prenos informácií (optoelektronika)

12. Úlohy Príklad Úlohy Vyslovte zákon lomu slovne aj matematicky. Kedy nastáva úplný odraz svetla a kde sa využíva? Čo je medzný uhol? • Pri akom uhle dopadu nastáva úplný odraz, keď svetlo prechádza: • zo skla (n= 1,5) do vzduchu, • z vody(n=1,3) do vzduchu.

13. Použité zdroje • Pišút J. a kol.: Fyzika pre 4.ročník gymnázia, 1987, SPN, Bratislava • Tarábek, P. a kol.: Zmaturuj z fyziky, Didaktis, Bratislava, 2011 • Lank V., Vondra M.:Fyzika, Fragment 2008 • http://www.oskole.sk/userfiles/image/zaida/fyzika/odrazalomsvetla_html_454e5acd.png • http://www.marconi.sk/UserFiles/Image/396%20140%20100%20020.jpg • http://sk.wikipedia.org/wiki/S%C3%BAbor:Fibreoptic.jpg