Fyzika v klidu: Optika

Úvod

• Optika je obor fyziky zabývající se světlem.
• Světlo je část spektra elektromagnetického záření.
• Základní dělení optiky:
  • Geometrická (paprsková) optika
  • Vlnová optika

Geometrická optika

• Zkoumá chování světelných paprsků v optických soustavách.
• Optická soustava: zrcadla, čočky, mikroskop, dalekohled.
  • I lidské oko je považováno za optickou soustavu.
• Paprsky se šíří přímočaře a na rozhraní dvou prostředí se lámou a odrážejí.

Základní zákony geometrické optiky

Zákon odrazu

• Velikost úhlu odrazu (alfa s čarou) se rovná úhlu dopadu (alfa).
• Úhly se měří od kolmice dopadu.

Zákon lomu (Snellův zákon)

• Paprsek se láme v závislosti na indexu lomu prostředí.
• Index lomu (n): poměr rychlosti světla ve vakuu (C) a v daném prostředí (V).
  • Hodnota rychlosti světla ve vakuu: přibližně 3x10^8 m/s.
• Index lomu je vždy ≥ 1 a závisí na frekvenci světla.
• Disperze: světlo se rozkládá na barevné složky s různými frekvencemi (např. duha).

Snellův zákon

• Popisuje šíření světla mezi dvěma různými optickými prostředími.
• Vztah: ( n_1 \cdot \sin(\alpha) = n_2 \cdot \sin(\beta) )
  • ( n_1, n_2 ): indexy lomu dvou prostředí
  • ( \alpha, \beta ): úhly dopadu a lomu, měřeno od kolmice.

Chování paprsků

• Přechod z opticky říčího do hustšího prostředí: láme se směrem ke kolmici.
• Přechod z opticky hustšího do říčího prostředí: láme se směrem od kolmice.

Mezní úhel a úplný odraz

• Mezní úhel (alfa m): úhel dopadu, při kterém se paprsek láme pod úhlem 90°.
• Úplný odraz nastává, když je úhel dopadu větší než mezní úhel.

Závěr

• Doporučení si téma zopakovat a procvičit příklady.
• Důraz na klidný přístup k fyzice.