Optické javy

Kód ITMS projektu: 26110130519Gymnázium Pavla Jozefa Šafárika – moderná škola tretieho tisícročia

Vzdelávacia oblasť: Človek a príroda

Predmet Fyzika

Ročník: 3.ročník

Tematický celok: Optika

Vypracoval: Mgr. Jolana Szanková

Dátum: február 2013

Obsah

1. Zopakujte si2. Odraz a lom svetla3. Lom svetla4. Príklady5. Úplný odraz svetla6. Využitie úplného o

drazu7. Refraktometre

2

8. Odrazové hranoly9. Svetlovodné vlákna10. Úlohy11. Použité zdroje

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.

3

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´

4

k – kolmica dopaduα – uhol dopaduα´ - uhol odrazuβ – uhol lomuv1,v2 – rýchlosti svetla

Lom svetla

5

α – uhol dopaduβ – uhol lomuv1 – rýchlosť svetla v 1. prostredív2 – rýchlosť svetla v 2. prostredín1 – index lomu 1. prostredian2 – index lomu 2. prostredia

lom ku kolmici β ˂ αn1 ˂ n2 , v1˃ v2

lom od kolmice β ˃ αn1 ˃ n2 , v1 ˂ v2

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?

6

Úplný odraz svetla• nastáva pri prechode

svetla z opticky hustejšieho prostredia do opticky redšieho prostrediaak α = αm , β = 90°

α ˃ αm , svetlo sa neláme, ale úplne sa odrazí (totálny odraz)αm – medzný uhol

7

Využitie úplného odrazu

8

Úplný odraz sa využíva:•v refraktometroch•v odrazových hranoloch•v svetlovodných vláknach

9

Refraktometre

9

Odrazové hranoly

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

10

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)

11

Úlohy

Príklad1. Pri akom uhle

dopadu nastáva úplný odraz, keď svetlo prechádza:

a) zo skla (n= 1,5) do vzduchu,

b) z vody(n=1,3) do vzduchu.

Úlohy1. Vyslovte zákon lomu

slovne aj matematicky.

2. Kedy nastáva úplný odraz svetla a kde sa využíva?

3. Čo je medzný uhol?

12

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

13