👓 Lom světla a čočky

Lžička ve sklenici

O čem to je

Dej lžičku do sklenice s vodou a podívej se zboku. Lžička vypadá zlomená. Bazén se zdá mělčí, než je. Za obojím je lom světla – a stejný jev umožňuje brýle, lupu, fotoaparát i tvoje oko.

Nové pojmy

RozhraníMísto, kde se stýkají dvě různá průhledná prostředí.Hladina vody je rozhraní vzduch–voda.
Lom světlaKdyž světlo přejde přes rozhraní šikmo, změní směr. Děje se to proto, že v každém prostředí letí jinou rychlostí.Paprsek laseru se na hladině „zalomí“.
Kolmice dopaduPomyslná čára kolmá k rozhraní v místě, kam paprsek dopadl. Od ní měříme úhly.

Pravidlo: když světlo přechází do prostředí, kde je pomalejší (vzduch → voda), láme se ke kolmici. Když do rychlejšího (voda → vzduch), láme se od kolmice.

Představ si autíčko, které z asfaltu šikmo vjede do písku. Kolo, které vjede do písku dřív, zpomalí první – a auto se stočí. Tak se stočí i světlo.

Čočky

ČočkaPrůhledné sklíčko se zakřivenými plochami. Láme světlo tak, že paprsky buď soustředí, nebo rozptýlí.
  • Spojka – uprostřed tlustší. Paprsky spojí do jednoho bodu (ohniska). Lupa, objektiv, oční čočka.
  • Rozptylka – uprostřed tenčí. Paprsky rozptýlí.

Roztřiď věci a vlastnosti ke spojce nebo k rozptylce.

Duha

Bílé sluneční světlo je složené z mnoha barev. Každá barva se láme trochu jinak, a tak se v kapce vody rozdělí. Kapka světlo láme i odráží – vzniká duha: červená, oranžová, žlutá, zelená, modrá, fialová.

Proč vypadá lžička ve vodě zlomená?
Světlo od ponořené části se na hladině láme. Oko si myslí, že světlo letělo rovně, a vidí lžičku jinde, než je.
Proč se bazén zdá mělčí?
Paprsky ode dna se při výstupu z vody lámou od kolmice. Oko je prodlouží rovně zpět a dno „vidí“ výš.
✗Lupa je rozptylka, protože věci zvětšuje.
✓Lupa je spojka – uprostřed tlustší.

Zvětšený obraz vytvoří spojka, když předmět držíš blízko u ní. Rozptylka obraz zmenšuje.

Na rozhraní se světlo láme: do vody ke kolmici, do vzduchu od kolmice. Spojka (tlustší uprostřed) paprsky spojuje, rozptylka rozptyluje.

Oko a brýle

O čem to je

Každý druhý dospělý nosí brýle nebo čočky. Proč někdo nevidí na tabuli a jiný si nepřečte noviny? A co znamená, když optik řekne „minus dvě dioptrie“?

Nové pojmy

Lom světlaZměna směru světla na rozhraní dvou průhledných prostředí (vzduch–sklo, vzduch–voda).Proto čočky dokážou světlo „ohýbat“.
Spojka a rozptylkaSpojka je uprostřed tlustší a paprsky soustředí. Rozptylka je uprostřed tenčí a paprsky rozptyluje.
Ohnisko a ohnisková vzdálenost fOhnisko je bod, kde se rovnoběžné paprsky po průchodu spojkou setkají. Ohnisková vzdálenost je jeho vzdálenost od čočky.Lupou soustředíš slunce do bodu – to je ohnisko.
Optická mohutnost φJak silně čočka láme: φ = 1 : f (f v metrech). Jednotka dioptrie (D). Spojka má kladné D, rozptylka záporné.f = 0,5 m → 2 D.

Jak vidí oko

Světlo vstoupí do oka přes průhlednou rohovku.
Duhovka (barevná část) řídí, kolik světla projde zornicí.
Oční čočka – spojka – světlo zlomí.
Na sítnici vzadu v oku vznikne obraz (převrácený).
Zrakový nerv ho pošle do mozku, který ho „otočí“.

Vady oka

VadaCo se dějeBrýle
krátkozrakostobraz vzniká před sítnicí, špatně vidí do dálkyrozptylka (−D)
dalekozrakostobraz vzniká za sítnicí, špatně vidí na blízkospojka (+D)
Spojka má ohniskovou vzdálenost 0,5 m. Optická mohutnost?
φ = 1 : f = 1 : 0,5 = 2 D.
Čočka má 5 D. Jaká je ohnisková vzdálenost?
f = 1 : φ = 1 : 5 = 0,2 m = 20 cm.

Rozklad světla

DisperzeRozklad bílého světla na barvy, protože se každá barva láme jinak.Hranol nebo kapky deště (duha).
  • krátkozrakost – rozptylka
  • dalekozrakost – spojka
  • obraz v oku vzniká na… – sítnici
  • barvy duhy od červené – červená, oranžová, žlutá, zelená, modrá, fialová

Odpověz si nahlas a pak kartu otoč.

✗f = 20 cm → φ = 1 : 20 = 0,05 D
✓f = 0,2 m → φ = 1 : 0,2 = 5 D

Ohniskovou vzdálenost musíš dosadit v metrech.

φ = 1 : f (f v metrech, jednotka dioptrie). Obraz vzniká na sítnici. Krátkozrakost napravuje rozptylka, dalekozrakost spojka.
🪞Odraz světla a zrcadla🔊Zvuk