SVĚTLO A TMA – HRANÍ SE SVĚTLEM Při hraní si s paprskem kapesní svítilny můžeme provádět mnohé neobvyklé věci, které se světlem mohou přihodit. Například při prosvěcování skla nebo vody můžeme dostat světlo, které se ohýbá či odráží
ODRÁŽENÝ PAPRSEK • Tento pokus se nejlépe provádí ve tmě. Za těchto podmínek uvidíte, kam pokračuje paprsek kapesní svítilny po průchodu nádoby s vodou • Potřeby: čtvercová průhledná nádoba ze skla nebo z umělé hmoty, 1 čajová lžička mléka, list papíru, tlustá kniha, kapesní svítilna
POSTUP POKUSU • 1) Postavíme čtvercovou nádobu plnou vody na knihu. K jedné straně dáme list papíru. Posvítíme kapesní svítilnou přímo na nádobu. Paprsek by měl projít přímo na druhou stranu. • 2) Nyní zasvítíme kapesní svítilnou pod určitým úhlem do nádoby s vodou. Paprsek nevychází z vody přímo, ale v určitém úhlu. • 3) Aby byl paprsek jasnější, zamícháme do vody mléko. Potom posvítíme svítilnou do vody z mnoha různých úhlů. Pozorujeme, jak se paprsek mění.
CO SE DĚJE?
• Paprsek pokračuje po vstupu do vody přímo. Hladina vody se chová jako zrcadlo. Znamená to, že se od ní světlo odráží ve stejném úhlu zpět.
FAKTA • 1. Plavecký bazén vypadá mělčí, než opravdu je, protože se světlo při průchodu vodou ohýbá. To také způsobuje, že vaše nohy jsou kratší a silnější. • 2. Každý kousek Slunce o velikosti nehtu svítí jasností 232 500 svíček
OHYB SVĚTLA • Potřeby: plochá láhev, voda, mléko, kapesní svítilna, malý kousek kartónu • Postup: Naplníme plochou láhev vodou a přidáme několik kapek mléka, aby se voda zamlžila. • Prořízneme do kartónu úzkou štěrbinu. V tmavé místnosti umístíme kartón před svítilnu, takže do láhve padá slabý paprsek světla. Pozorujeme, kterým směrem paprsek svítí.
Co se děje? • Světlo se ohýbá vždy při vstupu do vody a pak vodou prochází. Při výstupu z vody na druhé straně se ohýbá opačným směrem, a tak opět pokračuje ve svém původním směru.
KOUZELNÉ MINCE • Potřeby: mince, široká mísa, lepící páska, voda • Postup: Přilepíme minci ke dnu mísy. Podíváme se přes okraj mísy, potom ustoupíme tak, aby mince nebyla vidět. Požádáme spolužáky, aby vodu přilili. Co vidíme?
CO SE DĚJE? • Když je mísa prázdná, okraj mísy brání minci vidět. Když je mísa plná, světlo se ohýbá tak, že minci uvidíme.
SLOVO ODBORNÍKA • Co je čočka? • Čočka je kus skla nebo průhledné umělé hmoty, která je vytvarována tak, aby ohýbala paprsky • Vydutá čočka světlo rozptyluje. • Zvětšovací skla jsou vypouklé čočky. • Vypouklá čočka způsobuje, že se paprsky ohýbají dovnitř. Když ji držíme blízko předmětů, vidíme je větší.
NALÉVÁNÍ SVĚTLA • Potřeby: průhledná láhev z umělé hmoty, špičaté nůžky, voda, kapesní svítilna, mísa • Postup: špičatými nůžkami uděláme malý otvor do láhve z umělé hmoty. Prstem ucpeme otvor a naplníme láhev vodou. Potom zatemníme místnost. • Necháme vodu vytékat z otvoru do mísy a svítíme kapesní svítilnou skrz lahev. Pohybujeme svítilnou dokola. Stane se, že proud světla bude v určitém okamžiku velmi jasný. • Aby byl výsledek co nejlepší, probodneme láhev poblíž dna. • Voda v míse by měla svítit.
CO SE DĚJE? • Když svítilna svítí skrz láhev ve správném úhlu, proud vody by měl být jasný. Pravděpodobně to bude se svítilnou nejjasnější věc v místnosti. • Je to proto, že světlo ze svítilny se odráží dokola ve vnitřku ohýbacího proudu vody, která vytéká z láhve. Vědci mají pro to, co se děje název: celkový vnitřní odraz.
Zobrazení na čočce • Při znázornění paprsků na čočkách používáme tyto symboly: – Spojka
- Rozptylka
• Důležité pojmy: S – optický střed čočky F (F´) – předmětové (obrazové) ohnisko f (f´) – ohniskové vzdálenosti Předmětový prostor Obrazový prostor
F
S
F´
Optická osa f
f´
Rozhraní optických prostředí •
Paprsky světla se na rozhraní optických prostředí mohou: 1. 2. 3.
Odrážet – zrcadla, lesklé a světlé plochy Lámat a procházet průhledným nebo průsvitným prostředím Pohlcovat látkou – tmavé a matné plochy, světelná energie se mění na tepelnou
Odraz světla, rovinná zrcadla • Na drsném povrchu tělesa (např. papír) se svazek rozptýlí:
Vzniká tak nepřímé světlo (měkké – nevytváří ostré stíny) – příjemné osvětlení obytných místností Na hladkém (lesklém) povrchu se paprsky odráží shodně – podle zákona odrazu: Úhel odrazu je roven k úhlu dopadu! α β
α=β
