21
2. Odraz světla. Lom světla. Úplný odraz světla

2. Odraz světla. Úplný odraz světla - gymnzidlo.cz›tla..pdf · Na rozdíl od odrazu světla, kdy světlo neprochází reflexní překážkou, při lomu světlo projde rozhraním

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 2. Odraz světla. Úplný odraz světla - gymnzidlo.cz›tla..pdf · Na rozdíl od odrazu světla, kdy světlo neprochází reflexní překážkou, při lomu světlo projde rozhraním

2. Odraz světla. Lom světla.

Úplný odraz světla

Page 2: 2. Odraz světla. Úplný odraz světla - gymnzidlo.cz›tla..pdf · Na rozdíl od odrazu světla, kdy světlo neprochází reflexní překážkou, při lomu světlo projde rozhraním

Kde všude se s odrazem světla můžeme setkat?

Page 3: 2. Odraz světla. Úplný odraz světla - gymnzidlo.cz›tla..pdf · Na rozdíl od odrazu světla, kdy světlo neprochází reflexní překážkou, při lomu světlo projde rozhraním

Úhel odrazu je roven úhlu dopadu. Odražený paprsek leží v rovině dopadu (ta je určena dopadajícím paprskem a kolmicí dopadu).

Page 4: 2. Odraz světla. Úplný odraz světla - gymnzidlo.cz›tla..pdf · Na rozdíl od odrazu světla, kdy světlo neprochází reflexní překážkou, při lomu světlo projde rozhraním

Lom světla p1…dopadající paprsek

p2...odražený paprsek

p3…lomený paprsek

k…kolmice dopadu

v1…rychlost světla v 1. prostředí

v2…rychlost světla v 2. prostředí

α…úhel dopadu

α´…úhel odrazu

β…úhel lomu

Page 5: 2. Odraz světla. Úplný odraz světla - gymnzidlo.cz›tla..pdf · Na rozdíl od odrazu světla, kdy světlo neprochází reflexní překážkou, při lomu světlo projde rozhraním

Na rozdíl od odrazu světla, kdy světlo neprochází reflexní překážkou, při lomu světlo projde rozhraním dvou prostředí a pokračuje dál v prostředí za rozhraním. Zpravidla se liší rychlosti světla v obou prostředích - v1 a v2.

Je-li , světlo přechází z opticky řidšího do opticky hustšího prostředí. Úhel lomu je pak menší než úhel dopadu. Nastává lom ke kolmici.

Page 6: 2. Odraz světla. Úplný odraz světla - gymnzidlo.cz›tla..pdf · Na rozdíl od odrazu světla, kdy světlo neprochází reflexní překážkou, při lomu světlo projde rozhraním

Je-li , světlo přechází z opticky hustšího do opticky řidšího prostředí. Úhel lomu je pak větší než úhel dopadu. Nastává lom od kolmice.

Index lomu n - podíl rychlostí světla

ve dvou optických prostředích

- absolutní index lomu definujeme jako

c…rychlost světla ve vakuu (ve vzduchu)

v…rychlost světla ve druhém optickém prostředí

n…absolutní index lomu

Page 7: 2. Odraz světla. Úplný odraz světla - gymnzidlo.cz›tla..pdf · Na rozdíl od odrazu světla, kdy světlo neprochází reflexní překážkou, při lomu světlo projde rozhraním

Kde se všude setkáváme s lomem světla?

Page 8: 2. Odraz světla. Úplný odraz světla - gymnzidlo.cz›tla..pdf · Na rozdíl od odrazu světla, kdy světlo neprochází reflexní překážkou, při lomu světlo projde rozhraním

Zákon lomu

zákon také bývá ve tvaru

Page 9: 2. Odraz světla. Úplný odraz světla - gymnzidlo.cz›tla..pdf · Na rozdíl od odrazu světla, kdy světlo neprochází reflexní překážkou, při lomu světlo projde rozhraním

Při odrazu a lomu světla platí, že dopadající a odražený paprsek, popř. dopadající a lomený paprsek můžeme zaměnit – zaměnitelnost směru šíření světla je jedním z obecných zákonů paprskové optiky.

Obrázek vlevo je důležitý i pro vysvětlení dalšího pozoruhodného fyzikálního jevu, tzv.

úplného odrazu světla

Page 10: 2. Odraz světla. Úplný odraz světla - gymnzidlo.cz›tla..pdf · Na rozdíl od odrazu světla, kdy světlo neprochází reflexní překážkou, při lomu světlo projde rozhraním

Z obrázku je vidět, že světlo pocházející ze zdroje umístěného ve vodě prochází nad hladinu při menších úhlech dopadu, zatímco při větších úhlech dopadu se odráží zpět do vody a nad hladinu neproniká. Nastává úplný odraz světla. V našem pokusu světlo postupuje

z opticky hustšího do opticky řidšího prostředí, nastává lom od kolmice. S rostoucím úhlem dopadu roste i úhel lomu. Při tzv. mezním úhlu dopadu dosáhne úhel lomu největší velikosti 90°. Mezní úhel je největší úhel dopadu, při kterém ještě dochází k lomu světla a lomený paprsek splývá s rozhraním. Při úhlech dopadu větších než mezní úhel již k lomu světla nedochází, světlo se odráží zpět.

Page 11: 2. Odraz světla. Úplný odraz světla - gymnzidlo.cz›tla..pdf · Na rozdíl od odrazu světla, kdy světlo neprochází reflexní překážkou, při lomu světlo projde rozhraním

Zákon lomu pro případ, kdy dopadá světlo na rozhraní pod mezním úhlem, lze psát ve tvaru Je-li opticky řidším prostředím vakuum nebo vzduch o indexu lomu přibližně 1 a opticky hustší prostředí má index lomu n, lze užít měření mezního úhlu k určení indexu lomu hustšího prostředí: Pro index lomu n daného prostředí je

Page 12: 2. Odraz světla. Úplný odraz světla - gymnzidlo.cz›tla..pdf · Na rozdíl od odrazu světla, kdy světlo neprochází reflexní překážkou, při lomu světlo projde rozhraním

A už jsme zase u toho: k čemu je to dobré???

Uvedená fakta mají velký praktický význam. Bude-li využito úplného odrazu světla, nebude docházet ke ztrátě světla (světelného signálu) nežádoucím lomem. Toho využívají např. odrazné hranoly v optických přístrojích a optické kabely.

Tvar odrazného hranolu je vybroušen

tak, aby světlo na jeho vnější povrch

dopadalo pod pravým úhlem, ale na

vnitřní stranu hranolu pod úhlem 45°.

Nastává tak úplný odraz světla.

Page 13: 2. Odraz světla. Úplný odraz světla - gymnzidlo.cz›tla..pdf · Na rozdíl od odrazu světla, kdy světlo neprochází reflexní překážkou, při lomu světlo projde rozhraním

Úplného odrazu využívají také optické kabely aj. optická zařízení, např. laparoskopická optická sonda stále častěji užívaná k diagnostice a operacím ve zdravotnictví.

Hranolů se užívá v některých typech digitálních zrcadlovek, v triedrech (mj. dalekohledy se dvěma okuláry), v některých mikroskopech, hledáčcích kamer apod.

Page 14: 2. Odraz světla. Úplný odraz světla - gymnzidlo.cz›tla..pdf · Na rozdíl od odrazu světla, kdy světlo neprochází reflexní překážkou, při lomu světlo projde rozhraním

Optický kabel Sklo v jeho vnitřní části má větší

index lomu než jeho obalová obvodová část. V obvodové vrstvě dochází k úplnému odrazu světelného paprsku, jeho trajektorie pak odpovídá tvaru optického vlákna. Optickými kabely lze přenášet mimořádně velký objem informací, využívá je i celosvětová internetová síť. Přenášený signál je digitální, do optického kabelu ho vysílá optoelektronické zařízení . To převádí elektrický signál na signál optický.

Moderní zařízení pro přenos

optického signálu ve sdělovací

technice. Tvoří ho optické vlákno,

světlovod.

Page 15: 2. Odraz světla. Úplný odraz světla - gymnzidlo.cz›tla..pdf · Na rozdíl od odrazu světla, kdy světlo neprochází reflexní překážkou, při lomu světlo projde rozhraním

Užitá literatura a zdroje: LEPIL, Oldřich. Fyzika pro gymnázia. Optika. Praha, Prometheus, 2002, 205 s. ISBN 80-7196-237-6 obrázky – dostupné na www stránkách: AUTOR NEUVEDEN. http://gymhol.cz [online]. [cit. 27.10.2012]. Dostupný na WWW: http://www.gymhol.cz/projekt/fyzika/02_odraz_a_lom/02_odraz_soubory/image003.jpg AUTOR NEUVEDEN. http://fyzika.smoula.net [online]. [cit. 28.10.2012]. Dostupný na WWW: http://fyzika.smoula.net/data/images/lom.jpg AUTOR NEUVEDEN. http://www.pf.jcu.cz [online]. [cit. 28.10.2012]. Dostupný na WWW: http://www.pf.jcu.cz/stru/katedry/fyzika/prof/Tesar/diplomky/obr_dopl_optika/optika/zakl_prvky/odraz_a_lom_svetla.gif

Page 16: 2. Odraz světla. Úplný odraz světla - gymnzidlo.cz›tla..pdf · Na rozdíl od odrazu světla, kdy světlo neprochází reflexní překážkou, při lomu světlo projde rozhraním

AUTOR NEUVEDEN. http://www.spinar.cz [online]. [cit. 27.10.2012].

Dostupný na WWW:

http://www.spinar.cz/produkt/turbocad_deluxe_v18_akce/images/lom_svet

la2_small.jpg

AUTOR NEUVEDEN. http://www.spinar.cz [online]. [cit. 27.10.2012].

Dostupný na WWW:

http://www.spinar.cz/produkt/turbocad_deluxe_v18_akce/images/lom_svet

la2_small.jpg

AUTOR NEUVEDEN, http://www.gymhol.cz [online]. [cit. 27.10.2012].

Dostupný na WWW:

http://www.gymhol.cz/projekt/fyzika/02_odraz_a_lom/lom01.JPG

AUTOR NEUVEDEN. http://www.stylovazena.cz [online]. [cit. 27.10.2012].

Dostupný na WWW: http://www.stylovazena.cz/wp-

content/uploads/2009/10/zrcadlo1.jpg

AUTOR NEUVEDEN. http://www.gymkrom.cz [online]. [cit. 27.10.2012].

Dostupný na WWW:

http://www.gymkrom.cz/optika/odraz_lom/obr/totalni_reflexe.jpg

Page 17: 2. Odraz světla. Úplný odraz světla - gymnzidlo.cz›tla..pdf · Na rozdíl od odrazu světla, kdy světlo neprochází reflexní překážkou, při lomu světlo projde rozhraním

AUTOR NEUVEDEN. http://techmania.cz [online]. [cit. 27.10.2012]. Dostupný na WWW: http://techmania.cz/edutorium/data/fil_2366.gif AUTOR NEUVEDEN. http://www.oehlingradce.cz [online]. [cit. 27.10.2012]. Dostupný na WWW: http://www.oehlingradce.cz/fotoradce/user/2digizrcadlovky_uvod_male30_07_10/2_zakladni_schema_dslr_660px.jpg AUTOR NEUVEDEN. http://www.ped.muni.cz [online]. [cit. 27.10.2012]. Dostupný na WWW: http://www.ped.muni.cz/wphy/publikace/jancovicdiplomka2_soubory/image022.jpg AUTOR NEUVEDEN. http://img.fotoalba.centrum.cz [online]. [cit. 27.10.2012]. Dostupný na WWW: http://img.fotoalba.centrum.cz/img2/218/11870218_2_jsun8j.jpg

Page 18: 2. Odraz světla. Úplný odraz světla - gymnzidlo.cz›tla..pdf · Na rozdíl od odrazu světla, kdy světlo neprochází reflexní překážkou, při lomu světlo projde rozhraním

AUTOR NEUVEDEN. http://pctuning.tyden.cz [online]. [cit. 27.10.2012].

Dostupný na WWW:

http://pctuning.tyden.cz/ilustrace2/vopi/grafika_3dguru_pixelshader_fressn

ell.jpg

AUTOR NEUVEDEN. http://www.aldebaran.cz [online]. [cit. 28.10.2012].

Dostupný na WWW:

http://www.aldebaran.cz/bulletin/2012_33/obr1hranol.jpg

AUTOR NEUVEDEN. http://mm.denik.cz [online]. [cit. 28.10.2012].

Dostupný na WWW:

http://mm.denik.cz/1/02/zdravi_akne_zrcadlo_koupelna_hygiena_denik_cla

nek_solo.jpg

AUTOR NEUVEDEN. http://predmety.skylan.sk [online]. [cit. 27.10.2012].

Dostupný na WWW: http://predmety.skylan.sk/svetlo/cerpoh.gif

AUTOR NEUVEDEN. http://www.gymhol.cz [online]. [cit. 27.10.2012].

Dostupný na WWW:

http://www.gymhol.cz/projekt/fyzika/02_odraz_a_lom/lom01.JPG

Page 19: 2. Odraz světla. Úplný odraz světla - gymnzidlo.cz›tla..pdf · Na rozdíl od odrazu světla, kdy světlo neprochází reflexní překážkou, při lomu světlo projde rozhraním

AUTOR NEUVEDEN. http://fotky.sme.sk [online]. [cit. 27.10.2012]. Dostupný na WWW: http://fotky.sme.sk/foto/146688/kaluz?type=v&x=650&y=650 AUTOR NEUVEDEN. http://fjv.sweb.cz [online]. [cit. 28.10.2012]. Dostupný na WWW: http://fjv.sweb.cz/prikl/Fprikl6x1_soubory/image010.gif AUTOR NEUVEDEN. http://vladkaz.weblahko.sk [online]. [cit. 27.10.2012]. Dostupný na WWW: http://vladkaz.weblahko.sk/lom_svetla/5.png AUTOR NEUVEDEN. http://www.biboral.cz [online]. [cit. 27.10.2012]. Dostupný na WWW: http://www.biboral.cz/templates/graphic/polarized_master_00.jpg AUTOR NEUVEDEN. http://www.zeaba.com [online]. [cit. 28.10.2012]. Dostupný na WWW: http://www.zeaba.com/wp-content/uploads/2012/04/fibre_optic_cable.jpg

Page 20: 2. Odraz světla. Úplný odraz světla - gymnzidlo.cz›tla..pdf · Na rozdíl od odrazu světla, kdy světlo neprochází reflexní překážkou, při lomu světlo projde rozhraním

AUTOR NEUVEDEN. http://nd04.jxs.cz [online]. [cit. 27.10.2012]. Dostupný na WWW: http://nd04.jxs.cz/042/234/b4eeb1b534_76929861_o2.jpg AUTOR NEUVEDEN. http://3zscheb.unas.cz [online]. [cit. 27.10.2012]. Dostupný na WWW: http://3zscheb.unas.cz/e-learning/fyzika%20web/odraz%20svetla/zakon%20odrazu1.jpg AUTOR NEUVEDEN. http://i.idnes.cz [online]. [cit. 27.10.2012]. Dostupný na WWW: http://i.idnes.cz/11/014/cl6/MLA38dbce_nature_negative_refraction_3.jpg AUTOR NEUVEDEN. http://thumbs.dreamstime.com [online]. [cit. 27.10.2012]. Dostupný na WWW: http://thumbs.dreamstime.com/thumb_11/1115750807k460Nt.jpg AUTOR NEUVEDEN. http://macao.communications.museum [online]. [cit. 27.10.2012]. Dostupný na WWW: http://macao.communications.museum/images/exhibits/2_8_3_1.png

Page 21: 2. Odraz světla. Úplný odraz světla - gymnzidlo.cz›tla..pdf · Na rozdíl od odrazu světla, kdy světlo neprochází reflexní překážkou, při lomu světlo projde rozhraním

Děkuji Vám za pozornost

Mgr. Hana Stravová, Gymnázium Židlochovice, říjen 2012