Fyzika v klidu: Základy optiky

Úvod do optiky

• Optika se zabývá světlem, částí spektra elektromagnetického záření.
• Základní disciplíny optiky:
  • Geometrická optika (paprsková): model světla jako svazku paprsků.
  • Vlnová optika.

Geometrická optika

• Zkoumá chování paprsků v optických soustavách:
  • Zrcadla, čočky, mikroskopy, dalekohledy, lidské oko.
• Paprsky v homogenním a izotropním prostředí:
  • Šíří se přímočaře a neovlivňují se navzájem.
  • Na rozhraní se lámou a odrážejí.

Základní zákony geometrické optiky

Zákon odrazu

• Velikost úhlu odrazu ( \alpha' ) se rovná velikosti úhlu dopadu ( \alpha ).
• Měření úhlu od kolmé dopadu.

Zákon lomu (Snellův zákon)

• Závisí na indexu lomu prostředí.
• Index lomu ( n ): podíl rychlosti šíření světla ve vakuu a v daném prostředí.
• Světlo se nemůže šířit rychleji než ve vakuu (index lomu ( \geq 1 )).
• Disperze světla, např. duha.
• Snellův zákon: ( n_1 \sin \alpha = n_2 \sin \beta ).
  • Paprsky se lámou k nebo od kolmice podle hustoty prostředí.
  • Mezní úhel ( \alpha_m ): ( \sin \alpha_m = \frac{n_2}{n_1} ).
  • Úplný odraz při dopadu pod úhlem větším než mezní.

Závěr

• Optika je klíčovou oblastí fyziky zkoumající světlo.
• Doporučení k procvičení na příkladech.
• Důraz na to, že fyzika je v klidu.