Transcript Optika

Optika
ZOBRAZOVÁNÍ
ROVINNÝM ZRCADLEM
Pozorně se podívejte na obrázky.
Kterou rukou si nevěsta maluje rty?
Na které straně cesty je automobil ve zpětném zrcátku?
Zrcadla jsou tělesa s optickou plochou určenou k odrazu
světla (skleněná plocha natřená zezadu cínovým amalgámem
anebo stříbrem, vyleštěná kovová plocha...).
Zrcadla vytvářejí obraz předmětů na základě zákona
odrazu světla.
Zrcadla mohou být:
1. rovinná,
2. kulová,
3. parabolická.
Zobrazení rovinným zrcadlem
Obraz vytvořený rovinným zrcadlem je neskutečný.
P/
P

/
Paprsky vycházející z předmětu se na zrcadle odráží
podle zákonu odrazu.
Po odrazu jsou rozbíhavé, protínají se za zrcadlem.
Zobrazení rovinným zrcadlem
Obraz vytvořený rovinným zrcadlem je neskutečný.
P
a
a
/
P/
aa
/
a - předmětová vzdálenost
a/ - obrazová vzdálenost
Obrazová vzdálenost a/ je stejně velká jako předmětová
vzdálenost a.
Zobrazení rovinným zrcadlem
Obraz vytvořený rovinným zrcadlem je neskutečný.
Obraz je:
- přímý,
- stejně velký jako předmět,
- souměrný s předmětem podle roviny zrcadla.
Vysvětlete, co je zobrazeno na obrázku.
ODRAZ SVĚTLA
NA KULOVÝCH ZRCADLECH
aneb
O obrazech na lžičkách
Pozorně se podívejte na obrázek.
Umíte vysvětlit, co je zobrazeno na obrázcích?
Světlo se odráží také od povrchu zakřiveného tělesa.
S
Ze zakřiveného povrchu koule je možno zhotovit duté
nebo vypuklé zrcadlo.
Duté a vypuklé kulové zrcadlo
duté zrcadlo
vypuklé zrcadlo
S
Duté odráží světlo na vnitřní straně kulové plochy.
Vypuklé odráží světlo na vnější straně kulové plochy.
Duté a vypuklé kulové zrcadlo
duté zrcadlo
o
vypuklé zrcadlo
V
V
S
r
r
S - střed křivosti zrcadla, r - poloměr křivosti zrcadla
o - optická osa zrcadla
V - vrchol zrcadla
ZOBRAZOVÁNÍ
KULOVÝMI ZRCADLY
aneb
Kdy a jaký obraz vidíme v kulovém zrcadle
PaedDr. Jozef Beňuška
[email protected]
Duté kulové zrcadlo
Světelné paprsky dopadající na kulová zrcadla se odráží
podle zákonu odrazu.
o
S
V
Paprsky procházející středem křivosti S zrcadla
- dopadají na plochu zrcadla kolmo, odráží se zpět do
středu křivosti zrcadla S.
Duté kulové zrcadlo
Světelné paprsky dopadající na kulová zrcadla se odráží
podle zákonu odrazu.
o
S
F
V
Paprsky rovnoběžné s optickou osou
- se po odrazu protínají v bodě na optické ose.
Tento bod se nazývá ohnisko F.
Duté kulové zrcadlo
Světelné paprsky dopadající na kulová zrcadla se odráží
podle zákonu odrazu.
o
S
F
V
Paprsky procházející ohniskem
- po odrazu se šíří rovnoběžně s optickou osou.
Ohnisková vzdálenost kulového zrcadla f
- je vzdálenost ohniska F od vrcholu zrcadla V.
r
o
S
F
V
f
r
f
2
Ohnisková vzdálenost kulového zrcadla f se rovná
polovině vzdálenosti středu S a vrcholu zrcadla V.
Duté kulové zrcadlo
Geometrická konstrukce obrazu předmětu
y
o
/
y
S
F
V
Je-li předmět za středem křivosti S, pak vlastnosti
obrazu předmětu jsou:
- je převrácený, zmenšený, skutečný.
Duté kulové zrcadlo
Geometrická konstrukce obrazu předmětu
y
o
S y/
F
V
Je-li předmět ve středu křivosti S, pak vlastnosti obrazu
předmětu jsou:
- je převrácený, stejně velký jako předmět, skutečný.
Duté kulové zrcadlo
Geometrická konstrukce obrazu předmětu
y
o
y/
S
F
V
Je-li předmět mezi středem křivosti S a ohniskem F,
pak vlastnosti obrazu předmětu jsou:
- je převrácený, zvětšený, skutečný.
Duté kulové zrcadlo
Geometrická konstrukce obrazu předmětu
y
y
o
S
F
/
V
Je-li předmět mezi ohniskem F a vrcholem zrcadla V,
pak vlastnosti obrazu předmětu jsou:
- je přímý, zvětšený, neskutečný.
Vlastnosti obrazu
Vlastnosti obrazu utvořeného v dutém kulovém zrcadle
závisí na poloze předmětu před zrcadlem.
Vypuklé kulové zrcadlo
Světelné paprsky dopadající na kulová zrcadla se odráží
podle zákonu odrazu.
o
V
F
Paprsky směřující do středu optické plochy S
- po odrazu se šíří v opačném směru.
S
Vypuklé kulové zrcadlo
Světelné paprsky dopadající na kulová zrcadla se odráží
podle zákonu odrazu.
o
V
F
S
Paprsky rovnoběžné s optickou osou
- po odrazu se po prodloužení v opačném směru protínají
v bodě na optické ose. Bod je ohnisko F.
Vypuklé kulové zrcadlo
Světelné paprsky dopadající na kulová zrcadla se odráží
podle zákonu odrazu.
o
V
F
S
Paprsky směřující do ohniska
- po odrazu se šíří rovnoběžně s optickou osou.
Vypuklé kulové zrcadlo
Geometrická konstrukce obrazu předmětu
y
y
o
V
/
F
C
Obraz předmětu utvořený ve vypuklém kulovém zrcadle
je vždy neskutečný (nachází se za zrcadlem), zmenšený
a vzpřímený.
Rozdíly mezi odrazem paprsků dutým a vypuklým
kulovým zrcadlem
F
F
Paprsky odražené od dutého zrcadla jsou sbíhavé.
Paprsky odražené od vypuklého zrcadla jsou rozbíhavé.
Rozdíly mezi odrazem paprsků dutým a vypuklým
kulovým zrcadlem
F
F
skutečné
ohnisko
Ohnisko dutého zrcadla je skutečné; světelné paprsky
jím skutečně prochází (nachází se v něm světelná energie).
Rozdíly mezi odrazem paprsků dutým a vypuklým
kulovým zrcadlem
F
skutečné
ohnisko
F
neskutečné
ohnisko
Ohnisko vypuklého zrcadla je neskutečné; neprochází
ním skutečné paprsky, ale pouze jejich prodloužení za
zrcadlo (světelná energie se v něm nachází).
Řešte úlohu
B
o
S
V
Dokreslete směr světelného paprsku, jenž dopadl na
zrcadlo v bodě B a odrazil se.
Řešte úlohu
B
o
V
S
Dokreslete směr odraženého světelného paprsku, jenž
dopadl na zrcadlo v bodě B.
Využití zrcadel:
1. Dutá kulová zrcadla:
- v osvětlovací technice (reflektory),
Využití zrcadel:
1. Dutá kulová zrcadla:
- v osvětlovací technice (reflektory),
- světlomety automobilů.
Využití zrcadel:
1. Dutá kulová zrcadla:
- v osvětlovací technice (reflektory),
- světlomety automobilů.
2. Vypuklá kulová zrcadla:
- v nepřehledných zatáčkách,
Využití zrcadel:
1. Dutá kulová zrcadla:
- v osvětlovací technice (reflektory),
- světlomety automobilů.
2. Vypuklá kulová zrcadla:
- v nepřehledných zatáčkách,
- zpětná zrcátka v autě,
Využití zrcadel:
1. Dutá kulová zrcadla:
- v osvětlovací technice (reflektory),
- světlomety automobilů.
2. Vypuklá kulová zrcadla:
- v nepřehledných zatáčkách,
- zpětná zrcátka v autě,
- v dalekohledech.
ČOČKY
Spojné čočky (spojky)
Druhy spojných čoček:
dvojvypuklá
dutovypuklá
značka tenké spojky
ploskovypuklá
Soustřeďují sluneční paprsky do jednoho bodu.
Spojky jsou v středu silnější než na okrajích.
Rozptylné čočky (rozptylky)
Druhy rozptylných čoček:
dvojdutá
vypuklodutá
značka tenké rozptylky
ploskodutá
Rozptylky rozptylují sluneční paprsky.
Rozptylky jsou silnější na okrajích než uprostřed.
Spojné čočky (spojky)
Základní pojmy
r2
r1
o S
1
V2 O V1
S1, S2 - středy optických ploch
o - optická osa čočky
V1, V2 - vrcholy čočky
O - střed čočky
S2
Rozptylné čočky (rozptylky)
Základní pojmy
r2
r1
O
o
S1
V1
S1, S2 - středy optických ploch
o - optická osa čočky
V1, V2 - vrcholy čočky
O - střed čočky
V2
S2
Ohnisko čočky
spojka
O
rozptylka
F/
O
F/ - skutečné obrazové
ohnisko spojky
Paprsky rovnoběžné s optickou osou se za spojkou protínají
na optické ose - ve skutečném obrazovém ohnisku spojky.
Ohnisko čočky
spojka
O
rozptylka
F/
F/
O
F/ - skutečné obrazové
F/ - neskutečné obrazové
ohnisko spojky
ohnisko rozptylky
Paprsky rovnoběžné s optickou osou se za rozptylkou rozbíhají, zdánlivě vycházejí z bodu na optické ose před ní.
Tento bod je neskutečné obrazové ohnisko rozptylky.
Ohnisko čočky
spojka
rozptylka
F
F
O
F/
F/
O
F
F/ - skutečné obrazové
F/ - neskutečné obrazové
ohnisko spojky
F - předmětové
ohnisko spojky
ohnisko rozptylky
F - předmětové
ohnisko rozptylky
Každá čočka má dvě ohniska - předmětové a obrazové.
Ohnisková vzdálenost čočky f
spojka
rozptylka
F
O
F
f
F/
f
O
F/
f
F
f
Vzdálenost předmětového a obrazového ohniska čočky
od optického středu čočky O je pro tenkou čočku stejná,
nazývá se ohnisková vzdálenost čočky f.
Význačné směry paprsků
spojka
O
rozptylka
O
Paprsky procházející optickým středem čočky nemění po
lomu svůj směr.
Význačné směry paprsků
spojka
O
rozptylka
F
/
F/
O
Paprsky procházející rovnoběžně s optickou osou:
- spojky po lomu směřují do ohniska,
- rozptylky se lámou tak, jakoby vycházely z ohniska.
Význačné směry paprsků
spojka
F
O
rozptylka
O
F
Paprsky procházející ohniskem:
- spojky jsou po lomu rovnoběžné s optickou osou,
- rozptylky (směřující do něho) po lomu jsou rovnoběžné
s optickou osou.
Víte, jakou čočkou a jak se dá zapálit papír?
ZOBRAZOVÁNÍ PŘEDMĚTU
ČOČKAMI
aneb
Kdy je obraz zvětšený a kdy zmenšený
Spojná čočka
Geometrická konstrukce obrazu předmětu
a > 2f
y
O
F
F/
y/
f
Poloha předmětu:
- před čočkou ve větší vzdálenosti než 2f.
Vlastnosti obrazu: skutečný, převrácený, zmenšený.
Spojná čočka
Geometrická konstrukce obrazu předmětu
a = 2f
y
F
O
F/
y/
Poloha předmětu:
- před čočkou ve vzdálenosti 2f.
Vlastnosti obrazu: skutečný, převrácený, stejně velký.
Spojná čočka
Geometrická konstrukce obrazu předmětu
a 2 f ; f 
y
F
O
F/
y/
Poloha předmětu:
- před čočkou ve vzdálenosti mezi 2f a f.
Vlastnosti obrazu: skutečný, převrácený, zvětšený.
Spojná čočka
Geometrická konstrukce obrazu předmětu
a=f
y
F
O
F/

Poloha předmětu:
- před čočkou ve vzdálenosti f.
Vlastnosti obrazu: obraz se ztratí, není na stínítku.
Spojná čočka
Geometrická konstrukce obrazu předmětu
a<f
y/
y
F
O
F/
Poloha předmětu:
- před čočkou ve vzdálenosti menší než f.
Vlastnosti obrazu: neskutečný, přímý, zvětšený.
Rozptylná čočka
Geometrická konstrukce obrazu předmětu
y
F
y
/
O
F/
Poloha předmětu:
- před čočkou v jakékoli vzdálenosti.
Vlastnosti obrazu: neskutečný, přímý, zmenšený.
Co se stane s obrazem, zakryješ-li dolní polovinu
spojné čočky?
y
F
O
F/
y/