Transcript 03-Odraz a lom svetla

ODRAZ A LOM SVETLA
alebo
Zákony pri prechode svetla rozhraním
PaedDr. Jozef Beňuška
[email protected]
Vlnenie, ktoré dopadá na rozhranie dvoch prostredí,
sa môže:
- odraziť od rozhrania,
- prejsť do druhého prostredia.
Odraz svetla na rozhraní prostredí
k
p1
p2
a
k - kolmica dopadu
p1 - dopadajúci lúč
p2 - odrazený lúč
a/
a - uhol dopadu
a / - uhol odrazu
Zákon odrazu svetla
k
p1
p2
a
a/
a/ = a
Uhol odrazu vlnenia sa rovná uhlu dopadu.
Odrazený lúč leží v rovine dopadu.
Zákon lomu svetla
k
p1
a
sina v1
=
sinb v2
b
p2
Pomer sínusu uhla dopadu k sínusu uhla lomu je pre dve
dané prostredia veličina stála a rovná sa pomeru rýchlostí
svetla v obidvoch prostrediach.
Zákon lomu svetla
Ak absolútne indexy lomov prostredí vyjadríme
pomocou rýchlostí v1 a v2:
c
c
c
c
n1 =
n2 =
 v2 =
 v1 =
v1
v2
n2
n1
Dosadíme do zákona lomu
c
n1
sina v1
n2
=
=
=
c
sinb v2
n1
n2
Pomer sínusu uhla dopadu k sínusu uhla lomu je pre dve
dané prostredia veličina stála a rovná sa obrátenému pomeru absolútnych indexov lomov prostredí.
Snellov zákon lomu
V 17. storočí dokázal vzťah
pre lom svetla
sina n2
=
sinb n1
Willebord van Roijen Snell (1591-1626)
Zákon lomu svetla
k
p1
a
opticky redšie prostredie
opticky hustejšie prostredie
b
p2
Keď má svetlo v jednom prostredí väčšiu rýchlosť ako
v druhom, je prvé prostredie vzhľadom na druhé opticky
redšie a druhé vzhľadom na prvé opticky hustejšie.
Prechod vlnenia rozhraním prostredí
k
p1
p/1
a
k
a
v1
v1
v2
v2
b
b
p2
p/2
Pri prechode svetla z opticky Pri prechode svetla z opticky
redšieho do hustejšieho prost- hustejšieho do redšieho prostredia nastáva lom ku kolmici. redia nastáva lom od kolmice.
Prechod svetla do opticky redšieho prostredia
(z vody do vzduchu, zo skla do vzduchu a pod.)
k
p1
v1 v2
a
ab
v1
v2
b
/
1
p
Pri prechode svetla do opticky redšieho prostredia je
vždy uhol lomu väčší ako uhol dopadu.
Prechod svetla do opticky redšieho prostredia
(z vody do vzduchu, zo skla do vzduchu a pod.)
k
p1
v1 v2
a
ab
v1
v2
b
p1/
Ak zväčšujeme uhol dopadu, potom sa zväčšuje aj uhol
lomu svetla.
Prechod svetla do opticky redšieho prostredia
(z vody do vzduchu, zo skla do vzduchu a pod.)
k
p1
v1 v2
am
ab
v1
v2
b = 90o
p1/
am - medzný uhol
Pri určitom uhle dopadu am je uhol lomu b = 90o.
Prechod svetla do opticky redšieho prostredia
(z vody do vzduchu, zo skla do vzduchu a pod.)
k
p1
aam a
v1
/
p1/
v1 v2
a=a
/
v2
Ak svetlo dopadá na rozhranie prostredí pod uhlom
dopadu a > am, svetlo sa od rozhrania odrazí.
Nastal úplný (totálny) odraz svetla.
Prechod svetla do opticky redšieho prostredia
(z vody do vzduchu, zo skla do vzduchu a pod.)
sina n2
=
sinb n1
k
p1
sina m n2
=
o
sin 90
n1
am
v1
v2
b = 90
o
p1/
sin 90o = 1, n2 = 1
1
sin a m =
n1
Meraním medzného uhla am môžeme určiť index lomu
prostredia n.
Využitie úplného odrazu svetla
1. Refraktometre - prístroje na meranie indexu lomu
kvapalných a pevných látok.
1
sin a m =
n1
Meraním medzného uhla am môžeme určiť index lomu
prostredia n.
Využitie úplného odrazu svetla
1. Refraktometre.
2. Odrazové hranoly.
Odrazové hranoly sa používajú v optických prístrojoch
namiesto zrkadiel (fotoaparáty, ďalekohľady a pod.).
Využitie úplného odrazu svetla
1. Refraktometre.
2. Odrazové hranoly.
3. Svetlovodné vlákna.
V lekárstve - pozorovanie neprístupných miest.
V komunikáciách - prenos informácií, atď.
Využitie úplného odrazu svetla
1. Refraktometre.
2. Odrazové hranoly.
3. Svetlovodné vlákna.
Test
Na rozhraní prostredí sa svetlo môže:
a) odraziť,
b) prejsť do druhého prostredia,
c) utlmiť,
d) interferovať.
1
Test
Podľa zákona odrazu je:
a) uhol odrazu väčší ako uhol dopadu,
b) uhol odrazu menší ako uhol dopadu,
c) uhol odrazu rovnako veľký ako uhol dopadu,
d) odrazený lúč v rovine dopadu.
2
Test
Pri prechode svetla do prostredia, v ktorom sa šíri
väčšou rýchlosťou, nastáva:
a) nastáva lom od kolmice,
b) nastáva lom ku kolmici,
c) je uhol lomu menší ako uhol dopadu,
d) je uhol lomu väčší ako uhol dopadu.
3
Test
Pri prechode svetla do prostredia, v ktorom sa šíri
menšou rýchlosťou, nastáva:
a) nastáva lom od kolmice,
b) nastáva lom ku kolmici,
c) je uhol lomu menší ako uhol dopadu,
d) je uhol lomu väčší ako uhol dopadu.
4
Test
Zákon lomu vyjadrený veličinovou rovnicou je:
cosa v2
a)
=
cosb v1
sina v1
b)
=
sinb v2
cosa v1
c)
=
cosb v2
sina v2
d)
=
sinb v1
5