Fyzika v klidu: Optika

Úvod

• Zaměření na základní pojmy z optiky
• Optika: obor fyziky zabývající se světlem (část spektra elektromagnetického záření)
• Optika se dělí na:
  • Geometrická (paprsková) optika
  • Vlnová optika

Geometrická optika

• Model světla jako svazku paprsků
• Studium chování paprsků v optických soustavách
• Optická soustava: soubor optických prostředí a rozhraní
  • Např. zrcadla, čočky, mikroskop, dalekohled
  • I lidské oko je optická soustava

Šíření světla

• V homogenním a izotropním prostředí se paprsky šíří přímočaře
• Paprsky se na rozhraní dvou prostředí lámou a odrážejí

Základní zákony geometrické optiky

Zákon odrazu

• Velikost úhlu odrazu (alfa s čarou) se rovná velikosti úhlu dopadu (alfa)

Zákon lomu (Snellův zákon)

• Šíření světla mezi dvěma různými optickými prostředky
• Index lomu (značený m): podíl rychlosti šíření světla ve vakuu a v daném prostředí
  • Rychlost světla ve vakuu: přibližně 3x10^8 m/s
• Snellův zákon: N1 * sin(alfa) = N2 * sin(beta)
• Směr lomu závisí na optické hustotě prostředí (hustší vs. říčí)

Disperze

• Rozklad světla na různé frekvence
• Příklad: duha (bílé světlo se rozkládá na barevné složky)

Mezní úhel a úplný odraz

• Mezní úhel (alfa m): úhel dopadu, při kterém se paprsek láme pod úhlem 90°
  • Vypočítáme: sin(alfa m) = N2/N1
• Úplný odraz: při úhlu dopadu větším než mezní úhel

Závěr

• Shrnutí a doporučení pro opětovné zhlédnutí
• Doporučení na procvičení příkladů
• Hlavní myšlenka: fyzika je v klidu