Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
FLEISNER LUKÁŠ 3.AG 2. polrok1.časť, SVETLO - Coggle Diagram
FLEISNER LUKÁŠ 3.AG 2. polrok
1.časť
ŠÍRENIE SVETLA. RÍCHLOSŤ SVETLA
O najväčšej rýchlosti v prírode
Rovnorodé prostredie
je zložené z jednej, v priestore rovnomerne rozloženej, látky.
V rovnorodom prostredí sa svetlo šíri priamočiaro.
Svetelný lúč
Myslenú priamku, pozdĺž ktorej sa svetlo šíri, nazývame svetelný lúč.
Tienidlom s väčším alebo menším otvorom vždy prechádza zväzok svetelných lúčov -
svetelný zväzok
Rozbiehavý svetelný zväzok
Svetlo sa šíri v tvare kužeľa, ktorého vrchol je v svietiacom bode (zdroji svetla).
Rovnobežný svetelný zväzok
Ak svetlo dopadá na clonu z veľmi vzdialeného zdroja, za clonou tvorí rovnobežný svetelný zväzok.
ZÁKLADNÉ VLASTNOSTI
Základné princípy šírenia svetla:
1. Princíp priamočiareho šírenia svetla
v rovnorodom optickom prostredí sa svetlo šíri priamočiaro. Priamka kolmá na vlnoplochu udáva smer, v ktorom sa šíri svetlo a nazýva sa svetelný lúč
2. Princíp nezávislosti chodu lúčov
ak sa svetelné lúče pretínajú, neovplyvňujú sa a postupujú prostredím nezávisle jeden od druhého
3. Princíp zámennosti chodu lúčov
po tej istej trajektórii môže svetlo prejsť oboma smermi
5. Fermatov princíp
medzi dvoma bodmi sa svetlo šíri po takej trajektórii, ktorú prejde za najkratší čas
4. Princíp konštantnej rýchlosti svetla vo vákuu
n - absolútny index lomu látky,
udáva, koľkokrát je rýchlosť svetla v látke menšia ako rýchlosť svetla vo vákuu
rýchlosť svetla vo vákuu je univerzálnou konštantou
V iných prostrediach závisí rýchlosť svetla:
od frekvencie svetla
od fyzikálnych vlastnosti prostredí, napr. teploty tlaku
OPTICKÉ PROSTREDIE
- je prostredie, ktorým sa svetlo šíri
priesvitné
- svetlo prepúšťa, ale rozptyľuje ho všetkými smermi
nepriehľadné
- svetlo neprepúšťa, pohlcuje ho, alebo odráža
priehľadné
- svetlo prepúšťa bez podstatného zoslabenia, cez toto prostredie vidíme
SVETELNÝ ZDROJ:
- je každé teleso, ktoré vysiela svetlo
Svetelné zdroje:
umelé
- /žiarovky/
prirodzené
- /slnko a ďalšie svetlo
OPTIKA
- je veda, ktorá skúma zákonitosti svetelných javov:
študuje podstatu svetla
pri vzájomnom pôsobení svetla a látky,
pri šírení svetla v prostrediach, na ich rozhraniach
VIDENIE
- spôsobuje v oku fyziologický vnem, nazývaný
SVETLO
- príslušná časť elektromagnetického vlnenia sa nazýva
UV - ULTRAFIALOVÉ ŽIARENIE
Ultrafialová oblasť sa delí na:
je
elektromagnetické žiarenie
s vlnovou dĺžkou od 100 nm do 400 nm (kratšej ako viditeľné svetlo, ale dlhšej ako mäkké röntgenové žiarenie)
Pohlcovanie UV žiarenia
zemská atmosféra účinne pohlcuje väčšinu tohto žiarenia
účinnosť pohlcovania klesá s jeho klesajúcou vlnovou dĺžkou.
Zdroje UV žiarenia
Prírodné:
Slnko a iné hviezdy, výboje v atmosfére
Umelé
: ortuťové, xenónové lampy, oblúkové lampy, oblúk pri zváraní, vodíkové, deutériové lampy, germicídne lampy
Umelé zdroje UV žiarenia
UV lampy používané na polymerizáciu (výplne zubov, alebo atramentu v tlačiarňach)
špeciálne UV lampy (v medicíne, v soláriách)
UV žiarenie vyžarujú aj halogénové lampy
UVA ŽIARENIE
dlhovlnné
(315 až 380 nm)
ozónová vrstva pohltí 30%
zriedka spáli ale vedie k zvýšenému riziku onemocnenia
rakovinou kože
preniká až na
očnú sietnicu
, dlhodobé pôsobenie môže viesť až k oslepnutiu (šedý zákal), neprehrieva kožu ale preniká hlbšie, môže za jej
predčasné starnutie,
nadmerné vysúšanie, vyvoláva včasnú kožnú pigmentáciu
UVB ŽIARENIE
strednovlnné
(290 až 320 nm)
je najnebezpečnejšie
pôsobí na očnú rohovku
(snežná slepota),
spáli pokožku, vyvoláva sčervenanie, neskorú kožnú pigmentáciu
priamo poškodzuje DNA a podporuje vznik kožnej rakoviny
ozónová vrstva pohltí 80%
UVC ŽIARENIE
krátkovlnné
(100 až 290 nm)
ničí DNA štruktúru
pohlcuje ho ozónová vrstva
zaniká v stratosfére a na Zem nedopadá
Vplyv UV žiarenia na živé organizmy
pôsobí na bunky mnohými mechanizmami
vyvoláva inaktiváciu vnútrobunkových enzýmov, spomaľuje delenie buniek a navodzuje vznik mutácií
pre niektoré živočíchy (napr. dážďovky) má až smrteľné účinky.
bielkoviny, nukleové kyseliny a niektoré pigmenty – sú najcitlivejšie reagujúce stavebné látky živých organizmov na UV žiarenie
zasahuje len povrchové vrstvy ľudského organizmu a prejavuje sa na koži a oku (malá prenikavosť UV ž.)
UV žiarenie a koža človeka
UV žiarenie je pre človeka potrebné kvôli syntéze vitamínu D. Na vytvorenie potrebného množstva postačuje niekoľko desiatok minút denne.
Nadmerné vystavovanie kože vplyvom UVA a UVB žiarenia vedie k jej poškodeniu (starnutie kože).
Koža má obmedzenú schopnosť regenerácie a môže sa stať, že niektoré bunky ostanú trvale poškodené bez možnosti regenerácie.
pre deti oveľa škodlivejšie
SPOJITÉ / ČIAROVÉ EMISNÉ / ABSORPČNÉ SPEKTRÁ
Rozsvietená žiarovka je zdrojom bieleho svetla.
Obraz, ktorý vznikne po prechode svetla hranolom (vo vákuu) zobrazuje rozptyl svetla a tým celé spektrum farieb.
Spektrum zobrazuje rôzne vlnové dĺžky svetelného zdroja.
Delenie podľa tvaru:
spojité
- vznikajú pri žiarení zahriatych telies
čiarové
- spektrá vznikajú keď žiaria atómy plynov alebo pár
Delenie podľa druhu:
emisné
absorpčné
:
Spektroskopia:
rozklad svetla na spektrum je jednou z metód, ktorými vieme určiť chemické zloženie látok - zariadenie sa nazýva
spektroskop
.
LOM SVETLA NA DVOCH OPTICKÝCH ROZHRANIACH
Lom svetla hranolom
Lúč po dopade na rozhranie
vzduch - sklo
sa láme ku kolmici,
Lúč po dopade na rozhranie sklo - vzduch sa láme od
Po dvojnásobnom lome lúč dopadajúci na prvé rozhranie a lúč lomený na druhom rozhraní sú navzájom rôznobežné.
Trojboký hranol odchýli dopadajúci lúč od pôvodného smeru u uhol
Lom svetla sklenou doskou s rovnobežnými stenami
d
- hrúbka sklenej,
n1
- index lomu vzduchu,
n2
- index lomu skla
Lúč po dopade na rozhranie
vzduch - sklo
sa láme ku kolmici,
Lúč po dopade na rozhranie
sklo - vzduch
sa láme od kolmice,
Z obrázka je zrejmé, že
Lúč dopadajúci na prvé rozhranie a lúč lomený na druhom rozhraní sú rovnobežné a navzájom posunuté o
ODRAZ A LOM SVETLA alebo Zákony pri prechode svetla rozhraním
Odraz svetla na rozhraní prostredí
Zákon odrazu svetla
Uhol odrazu vlnenia sa rovná uhlu dopadu. Odrazený lúč leží v rovine dopadu.
Vlnenie ktoré dopadá na rozhranie dvoch prostredí sa môže:
odraziť od rozhrania,
prejsť do druhého prostredia.
Odvodenie zákona lomu:
Z pravouhlých trojuholníkov ABD a ABC vyplýva...
Delením rovníc dostaneme:
Zákon lomu svetla:
pomer sínusu uhla dopadu k sínusu uhla lomu je pre dve dané prostredia veličina stála a rovná sa pomeru rýchlostí svetla v obidvoch prostrediach. Ak absolútne indexy lomov prostredí vyjadríme pomocou rýchlostí
a
:
Dosadíme do zákona lomu
Pomer sínusu uhla dopadu k sínusu uhla lomu je pre dve dané prostredia veličina stála a rovná sa obrátenému pomeru absolútnych indexov lomov prostredí,
Index lomu:
materiálová konštanta určujúca šírenie elektromagnetického vlnenia (napr. svetla) v danom prostredí.
absolútny index lomu
označujeme
a vzorec
, kde
je rýchlosť svetla vo vákuu a
rýchlosť svetla v prostredí (závisí od frekvencie a od prostredia)
relatívny index lomu
má značku n12 a vzorec n12=n1/n2 .
Index lomu je bezrozmerná veličina.
Vo vákuu je n=1, v ostatných prostrediach je v klasickej mechanike vždy n > 1 (napr. index lomu vody je 1,33).
Snellov zákon lomu
Willebord van Roijen Snell
(1591-1626) V 17. storočí dokázal vzťah pre lom svetla...
SVETLO
SVETELNÉ ZDROJE.
OPTICKÉ PROSTREDIE
alebo
Prečo vidíme predmety okolo seba
Svetelné zdroje sú telesá, ktoré vydávajú svetlo.
Slnko
sviečka
žiarovka
Svetlo v svetelných zdrojoch vzniká rozžeravením vlákna, knôtu alebo plynu na vysokú teplotu.
Predmety odrážajú svetlo a časť odrazeného svetla
vchádza do našich očí.
OPTICKÉ PROSTREDIE
je každé prostredie, ktorým sa svetlo šíri.
DELÍ sa:
1. priehľadné
svetlo prepúšťa bez podstatného zoslabenia, cez toto prostredie vidíme.
2. nepriehľadné
Nepriehľadné prostredie svetlo neprepúšťa, pohlcuje ho, alebo odráža
3. priesvitné
Priesvitné prostredie svetlo prepúšťa, ale rozptyľuje ho všetkými smermi
1. číre
- prepúšťa svetlo všetkých farieb,
2. farebné
prepúšťa svetlo iba takej farby, akú má samo.
Ak medzi predmet a oko vložíme farebné sklo, vidíme predmet takej farby, akú má farebné sklo.
