Fyzika - skripta

Svítivost zdroje: – kandela – bodový všesměrový zdroj vyzařuje světelný tok do prostorového úhlu ∆Ω.

Osvětlení: – lux – světelný tok dopadá na těleso o ploše S.

, kde α je úhel dopadu a r je vzdálenost od světelného zdroje (proto jsou na severní polokouli mírné zimy i léta a na jižní studené zimy a teplá léta).

1. Záření černého tělesa

Černé těleso – abstraktní těleso, které dokonale pohlcuje veškerou energii, která na něj dopadá, nedochází k žádnému odrazu.

Spektrální hustota intenzity vyzařování:

Stefan–Boltzmannův zákon: , kde σ je Stefan–Boltzmannova konstanta 5,67⋅10–8 Wm–2K–4 – s rostoucí teplotou se vyzařovaná energie prudce zvětšuje.

Wienův posunovací zákon: , kde b je Wienova konstanta 2,9⋅10–3 mK – λmax se s rostoucí teplotou posouvá k menším vlnovým délkám.

Planckova hypotéza: Energie elektromagnetického záření může být vyzařována nebo pohlcována jen po celistvých kvantech energie. , kde h je Planckova konstanta 6,626⋅10–34 Js.

1. Vlnové vlastnosti světla

Světlo je elektromagnetické vlnění o frekvencích Hz. Rychlost světla ve vakuu je přibližně 3⋅108 ms-1.

Světla různých frekvencí mají různou barvu: červená (3,8–4,5), oranžová (4,5–5,0), žlutá (5,0–5,2), zelená (5,2–6,0), modrá (6,0–7,0) a fialová (7,0–7,7). Při určitém poměru barevných složek vzniká bílé světlo.

Vlastnosti světla závisí na prostředí: průhledné, průsvitné a neprůhledné (odráží se nebo je pohlcováno).

V prostředí izotropním se světlo šíří všemi směry se stejnou rychlostí. Huygensův princip: světlo se v prostoru šíří ve tvaru kulových vlnoploch, jejichž střed leží v bodovém zdroji světla. Směr šíření světla udávají přímky kolmé na vlnoplochy – tzv. paprsky.

Princip nezávislosti chodu světelných paprsků: Při šíření světla ze zdroje, který není bodový, se paprsky protínají, přitom se však neovlivňují a postupují prostředím nezávisle jeden na druhém.

1. Odraz a lom světla

Zákon odrazu světla: Velikost úhlu odrazu se rovná velikosti úhlu dopadu.

Lom světla: Snellův zákon – , kde n je relativní index lomu a n1,n2 je absolutní index lomu prostředí: .

Prostředí opticky hustší je prostředí, ve kterém se světlo šíří pomaleji (větší index lomu), v prostředí opticky řidším se světlo šíří rychleji (menší index lomu).

Prochází-li paprsek z prostředí opticky hustšího do opticky řidšího, nastává lom od kolmice (úhel lomu je větší než úhel dopadu). Pokud je úhel dopadu tzv. mezní úhel (), je úhel lomu 90° – paprsek odchází po rozhraní. Je-li úhel dopadu větší než mezní úhel, nastává tzv. úplný odraz.

1. Disperze světla

Index lomu závisí na frekvenci světla (s rostoucí frekvencí se zvětšuje).

Bílé světlo se při průchodu hranolem rozloží na své barevné složky.