Optika

OPTIKA

= nauka o světle

Světlo

- světlo je elektromagnetické vlnění

- má 2 složky:

• elektrická E

• magnetická B

- ve vakuu má vlnovou délku 790 nm do 390 nm = část zachytitelná okem

- světlo se v některých případech chová jako vlnění a v jiných jako proud částic

- my světlo budeme brát jako vlnění

Pojmy:

• světelný zdroj = těleso, které vysílá světlo (světelná energie vzniká přeměnou jiné energie)

• ostatní tělesa = sama světlo nevydávají, ale vidíme je, protože světlo odrážejí nebo rozptylují

- tělesa, ze kterých do našeho oka nedopadá žádné světlo nevidím (chodbu za zavřenými dveřmi)

Optické prostředí

- ovlivňuje vlastnosti světla

- homogenní (stejné), anizotropní (rychlost závislá na směru), izotropní (rychlost nezávisí na směru)

- anizotropní látky = krystalické/ izotropní látky = amorfní

- typy prostředí:

• průhledné prostředí – světlo se šíří bez velkého zeslabení (světlo, sklo)

• neprůhledné prostředí – nepropouští světlo, buď ho pohlcuje nebo odráží (kov, židle)

• průsvitné prostředí – světlo propouští, ale rozptyluje (mléčné sklo u žárovek)

Stejnorodé prostředí

- má všude stejné optické vlastnosti

- světlo se šíří přímočaře

• paprsek světla ve tmě

• kontrola rovnosti prkna

• zaměřování zbraní

• laserová vodováha

vlnoplochy – místa se stejnou fází

světelný paprsek – směr kolmý na vlnoplochu, udává směr šíření

- světlo podle směru šíření:

ROZBÍHAVÉ ROVNOBĚŽNÉ SBÍHAVÉ

- světlo může vycházet z různých zdrojů, ale navzájem se paprsky neovlivňují

- rychlost světla ve vakuu:

c = 300 000km/s → 3 × 108 m/s

- rychlost světla v ostatních prostředích je menší než ve vakuu

- voda –> c = 225 000km/s

Vlnová délka

- je to vzdálenost, do které vlna dorazí za 1 periodu

- značí se

- rozsah pro světlo je 390 nm (fialová) – 760 nm (červená)

HUYGENSŮV PRINCIP

- soustředné kružnice jsou vlnoplocha

- je to množin bodů, do kterých dospěje vlnění za určitý čas

- množina bodů kmitajících se stejnou fázi

- každý bod je považován za zdroj dalšího vlnění

- paprsek je kolmý k vlnoploše

ODRAZ SVĚTLA

- nastává na rozhrání dvou prostředí

- „Velikost úhlu odrazu se rovná velikosti úhlu dopadu .“

- odražený paprsek leží v rovině dopadu

- platí pro světlo všech barev (všech frekvencí vlnových délek)

- použití:

• zrcadlo – rovná plocha odrážející světlo

• odrazky – odrážejí světlo ze světel automobilu

• periskop – zařízení, které umožňuje ponorce bez vynoření sledovat situaci na hladině

• možnost koukat za roh

• odraz na rovinném rozhrání:

- pravidelný = zrcadlový odraz

- odrazová plocha je rovná

- paprsky, které dopadají na plochu rovnoběžně, se rovnoběžně odrážejí

• odraz na nerovném rozhrání:

- rozptýlený = difúzní odraz

- odrazová plocha je hrbolatá