Fyzika v klidu: Základy optiky

Úvod do optiky

• Optika: obor fyziky zabývající se světlem, část spektra elektromagnetického záření.
• Dělení optiky:
  • Geometrická optika (paprsková): model světla jako svazek paprsků.
  • Vlnová optika.

Geometrická optika

• Zkoumá chování paprsků v optických soustavách (soubory optických prostředí a rozhraní).
• Příklady optických soustav: zrcadla, čočky, mikroskopy, dalekohledy, lidské oko.
• V homogenním a izotropním prostředí se paprsky šíří přímočaře.

Základní zákony geometrické optiky

Zákon odrazu

• Úhel odrazu (alfa') je roven úhlu dopadu (alfa).
• Úhly měřeny od kolmice dopadu.

Zákon lomu (Snellův zákon)

• Lom závisí na indexu lomu obou prostředí.
• Index lomu (n): bezrozměrná fyzikální veličina, n = c/v.
  • c: rychlost světla ve vakuu (~3x10^8 m/s).
  • v: rychlost světla v daném prostředí.

Situace při lomu

• Při šíření z opticky řídkého do hustějšího prostředí:
  • Paprsek se láme směrem ke kolmici.
• Při šíření z opticky hustšího do řídkého prostředí:
  • Paprsek se láme směrem od kolmice.
  • Může nastat mezní úhel (alfa_m), kdy dochází k úplnému odrazu.

Mezní úhel

• Pokud paprsek dopadá pod úhlem větším než mezní úhel, nedochází k lomu, ale k úplnému odrazu.
• Snellův zákon pro mezní úhel: sinus alfa_m = n2/n1.

Závěr

• Doporučeno opakovat přehráním záznamu.
• Procvičení prostřednictvím příkladů pod videem.
• Fyzika může být klidná a zábavná.