Odraz a lom
Zařazení: Optika ⇒ Základní pojmy ⇒ Odraz a lom světla, Úplný odraz světla
Teorie:
Když světlo dopadá na rozhraní dvou optických prostředí,
tak se zpravidla část světla odrazí a část projde (láme se) do druhého prostředí.
Světlo se při odrazu řídí zákonem odrazu: Úhel odrazu se rovná úhlu dopadu
α' = α a odražený paprsek leží v rovině dopadu.
Světlo, které projde rozhraním, splňuje zákon lomu (Snellův zákon) daný vztahem
n1sinα = n2sinβ
kde α je úhel dopadu, β je úhel lomu,
n1 a n2 indexy lomu prostředí a lomený paprsek leží v rovině dopadu.
Při přechodu světla z opticky řidšího do opticky hustšího prostředí (n1<n2),
nastává lom ke kolmici.
Při přechodu světla z opticky hustšího do opticky řidšího prostředí (n1>n2),
nastává lom od kolmice.
Při lomu od kolmice, když roste úhel dopadu, roste i úhel lomu.
Proto při určitém úhlu αm, tzv. mezním úhlu,
dosáhne úhel lomu největší možné hodnoty β=90° a lomený paprsek splývá s rozhraním.
Paprsek, jehož úhel dopadu je větší než mezní úhel α > αm,
už do druhého prostředí nepronikne
a jenom se od rozhraní odráží. Hovoříme o úplném odrazu světla.
Kliknutím můžete přepínat mezi rozhraními voda-vzduch a
vzduch-voda .
Jak aplet používat:
Před prací s apletem je někdy nutné nejdřív kliknout na okno apletu pro jeho aktivaci.
Okno apletu je rozděleno na dvě části, spodní část (voda) a horní část (vzduch).
Pod vodní hladinou najdete baterku.
Kliknutím na modrou část baterky a pohybem myši můžete baterkou pohybovat.
Kliknutím na zelenou část baterky a pohybem myši můžete měnit směr šíření světla.
Některé paprsky se odrazí zpět do vody a některé proniknou rozhraním (lámou se) do vzduchu.
Když je úhel pravě takový, že lomený svazek paprsků zmizí, nastává úplný odraz.
Dvojitým kliknutím na modrou část se změní baterka na laserové ukazovátko.
Měnit polohu laseru a směr světla, které z něj vychází, můžete podobně jako u baterky.
Když je nastavené laserové ukazovátko, můžete kliknutím na rozhraní
měnit vlastnosti plochy rozhraní z hladké na drsnou a naopak.
Když je plocha drsná, můžete pozorovat difúzní odraz.
Při pohybu laseru se na rozhraní ukáže osový kříž,
přičemž šedá osa kříže je tečna k rozhraní a červená osa je k rozhraní kolmá.
Když je plocha hladká, tak se při změně polohy nebo otáčení laserového ukazovátka
ukáže modrá kružnice podobně jako na obrázku.
(Pokud nepohybujete laserem a chcete, aby se ukázal osový kříž nebo kružnice,
pak klikněte pravým tlačítkem kdekoli v okně apletu.)
.
"délka žluté úsečky = délka oranžové úsečky => zákon odrazu"
"délka červené úsečky / délka žluté úsečky = konstanta => zákon lomu (Snellův zákon).
Dvojitým kliknutím na modrou část laseru změníte laser opět na baterku.