Kúzlo s ceruzkou

Lom svetla ako záhadný čarodejník zmení obyčajnú ceruzku tak, ako to uvidíte na nasledujúcich obrázkoch. Alebo si to môžete vyskúšať aj sami. Potrebujete len sklenenú misku, pohár, vodu a ceruzku. Ceruzku ponoríte z polovice do vody a pozorujete. Zaujímavé na tom je, že sa ceruzka nezmení naozaj. Všetko je to len ilúzia, oko sa nechá oklamať.

 

mgr. monika andrejovska

Ak sa pozrieme zvrchu na ceruzku, zdá sa nám zohnutá na hladine.


mgr. monika andrejovska

Ak sa pozrieme zboku na ceruzku, zdá sa nám zlomená na hladine.


Príčinou je lom svetelných lúčov na hladine vody. Lúče, ktoré idú z ceruzky do nášho oka, na hladine zmenia svoj smer. Oko vidí lúče v takom smere, ako by vychádzali z iného miesta vo vode, preto vidíme ceruzku posunutú.

Stačí predĺžiť zlomené lúče, ktoré idú od hladiny do oka, v danom smere pod hladinu a vieme zakresliť posunutú zdanlivú polohu ceruzky.

Takto vieme zakresliť ako vodíme zdanlivo zohnutú ceruzku pre naše oko.

 

mgr. monika andrejovska

Takto vieme zakresliť ako vidíme zdanlivo zlomenú ceruzku pre naše oko.

 

mgr. monika andrejovska

A ešte jedno kúzlo. Voda spolu so zakriveným sklom pohára pôsobia ako zväčšovacie sklo.

 

http://scientistsinthehouse.com/refraction/

 

Takto môžete vytvoriť ilúziu, že sa vaše telo oddelilo od hlavy. Stačí sa len ponoriť do skleneného akvária.

 

mgr. monika andrejovska

 


Koľko rybičiek je v akváriu?

 

http://akvastranky.unas.cz/galerie_malawi2006.html

 

Ak sa pozrieme zboku na akvárium môžeme tam vidieť viac rybičiek ako je ich tam v skutočnosti. Opäť je to len ilúzia pre naše oko, ktorú spôsobuje lom svetla. Vďaka zahnutiu lúčov na rozhraní voda vzduch vidíme niektoré rybičky, alebo ich časti dvakrát. Na našom obrázku vidíme chvost hornej rybky a hlavu dolnej rybky dvakrát. Dvakrát vidíme aj kamene a trávu.


 

Lom svetla na hladine vody

 

http://web.svf.stuba.sk/kat/FYZ/fyzika_ta_vola/pokusy/optika/14-vodny-hranol.html

 

Voda sa nachádza v krabičke tik-taku. Krabička je umiestnená na stene chladničky pomocou dvoch čiernych valcových feritov, ktoré sa chladničky držia sami. Jednoducho je na ferity položená. Zdrojom svetla je obyčajná elektrická lampa, položená na okraj chladničky. Svetelný lúč potrebný pre experiment sa vymedzí pomocou dvoch čiernych papierikov prehnutých do tvaru písmenka L a držaných na stene chladničky malými feritmi.

V našej situácii sa svetlo láme raz – na dolnom rozhraní krabičky, teda na rozhraní voda - vzduch. Stenu krabičky, keďže je tenká, nemusíme uvažovať.


 

Lom svetla na kúsku skla

Svetelný lúč necháme dopadať na kúsok skla. Ak svetelný lúč dopadá kolmo na sklo, nelomí sa. Ak lúč dopadá šikmo, lomí sa dvakrát, keď vstupuje do skla a keď vystupuje zo skla, vždy na rozhraní vzduchu a skla.

Čo viete povedať o smere jednotlivých zlomených svetelných lúčov?

Ako sa zmenil smer svetelného lúča po dvoch lomoch?


http://www.docstoc.com/docs/130534946/Chapter-7-Refractive-index

Pri prvom lome, na rozhraní vzduch - sklo, sa lúč vychýlil smerom nahor od pôvodného smeru.

Pri druhom lome, na rozhraní sklo - vzduch, sa lúč vychýlil nadol.

Po dvoch lomoch na navzájom opačných rozhraniach sa svetelný lúč posunul nahor a je rovnobežný s pôvodným lúčom.

Pri otáčaní kúsku skla sa mení vychýlenie lúčov.


Chceme preskúmať lom svetelného lúča na rozhraní vzduch -sklo. Presné meranie nám umožní urobiť sklenený polvalec. Prečo polvalec? Lebo svetelný lúč dopadá na valcové rozhranie vždy kolmo a preto sa tam nelomí. Lomí sa len raz na rovnom rozhraní.

A ešte jednu vec budeme potrebovať pre presné meranie, a to kolmicu dopadu. Je to čiara kolmá na rovnú časť polvalca. Kolmicu kreslíme kolmo na rozhranie v mieste, kde dopadá svetelný lúč. Veľkosti uhlov meriame od lúča ku kolmici dopadu.


http://kristinandcory.com/law_science_experiment_1.html

 

Na webovej stránke http://kristinandcory.com/law_science_experiment_1.html je video, kde môžete sledovať ako sa lomí svetelný lúč, keď postupne zväčšujeme uhol dopadu (uhol medzi kolmicou dopadu a dopadajúcim lúčom).

 

 

Úplný odraz

Na predchádzajúcom obrázku si všimnite slabý odrazený svetelný lúč. Čím viac je dopadajúci lúč naklonený k rozhraniu, tým menej svetla sa lomí a viac odráža. Pri určitom, už veľkom uhle dopadu, sa už nič nelomí, len sa svetlo odráža. Nazývame to úplný odraz. Úplný odraz sa využíva v optických vláknach, cez ktoré sa vedie svetlo na rôzne vzdialenosti a miesta.


https://sites.google.com/site/fyzika007/optika/uplny-odraz-svetla

 


Lom na skle rôznych tvarov

Sklo nasledujúceho tvaru lomí svetelné lúče do jedného bodu, spája ich, preto taký tvar nazývame spojka.

 

http://ecademy.agnesscott.edu/~asullivan/lightdemos.html


Sklo nasledujúceho tvaru svetelné lúče rozptyľuje, preto taký tvar nazývame rozptylka.

 

http://panoptesv.com/SciFi/LaserDeathRay/Lens.html


 



Zopakujte si:
1. Ponoríme ceruzku do vody. Akú ilúziu pre naše oko spôsobuje lom svetla?
2. Kde sa svetlo lomí?
3. Kedy sa svetelný lúč nelomí?
4. Aký tvar skla svetelné lúče lomí do jedeného bodu?

Použitá literatúra:
vlastné poznámky
http://scientistsinthehouse.com/refraction/
http://web.svf.stuba.sk/kat/FYZ/fyzika_ta_vola/pokusy/optika/14-vodny-hranol.html


Zdroje obrazkov:
http://scientistsinthehouse.com/refraction/
http://andersonlayman.blogspot.sk/2012_11_25_archive.html
http://akvastranky.unas.cz/galerie_malawi2006.html
http://web.svf.stuba.sk/kat/FYZ/fyzika_ta_vola/pokusy/optika/14-vodny-hranol.html
http://www.docstoc.com/docs/130534946/Chapter-7-Refractive-index
http://kristinandcory.com/law_science_experiment_1.html
https://sites.google.com/site/fyzika007/optika/uplny-odraz-svetla
http://ecademy.agnesscott.edu/~asullivan/lightdemos.html
http://panoptesv.com/SciFi/LaserDeathRay/Lens.html