Teoretická časť

 

Pre potreby tohto učiva si zadefinujeme nejaké základné pojmy a vzorce, ktoré budeme potrebovať:

 

 

Keď svetlo prechádza z jedného prostredia do druhého, môžu nastať dva prípady:

 

  • Odraz svetla: svetlo dopadne na rozhranie takého prostredia, do ktorého nemôže preniknúť, a preto sa odráža, pričom platí pravidlo, že uhol dopadu sa rovná uhlu odrazu


  • Lom svetla: svetlo pod určitým uhlom prejde cez toto prostredie. Platí tu tzv. Snellov zákon lomu:            \frac{sin\alpha}{sin\beta}= \frac{v1}{v2}=\frac{n2}{n1}

 

α = uhol dopadu

β = uhol lomu

v1 = rýchlosť v prvom prostredí

v2 = rýchlosť v druhom prostredí

n1 = index lomu prvého prostredia

n2 = index lomu druhého prostredia

 

 

  • Absolútny index lomu:

n=\frac{c}{v}



Praktická časť


Zadanie:

Rýchlosť dvoch svetiel je 150 000 km/s a 200 000 km/s. Určte ich absolútny index lomu, ak viete, že rýchlosť svetla vo vzduchu je 3.108 m/s.

 


Riešenie:

rýchlosť prvého svetla je:

v1 = 150 000 km/s

rýchlosť druhého svetla je:

v2 = 200 000 km/s

rýchlosť svetla vo vzduchu je

c = 300 000 m/s


Keďže absolútny index lomu vypočítame podľa vzťahu : n = c/v, potom sa jedná iba o jednoduché dosadenie do vzorca:


n1=\frac{c}{v1}=\frac{300000}{150000}=2

 

n2=\frac{c}{v2}=\frac{300000}{200000}=1,5


 

 

Zadanie:

Svetlo dopadá z prostredia, ktorého index lomu je 2 na prostredie, ktorého index lomu je 2,33. Láme sa pod uhlom 45°. Určite uhol dopadu a uhol odrazu.


 

Riešenie:

Nakreslíme si ako sa nám svetlo láme a odráža:

 

Zdroj: Ing. Petra podmanická

 

Platí Snellov zákon lomu, a teda:


Zdroj: Ing. Petra Podmanická


α = 55,5°

Toto sme vypočítali uhol dopadu. Ale platí pravidlo, že uhol dopadu = uhol odrazu a teda aj uhol odrazu sa rovná 55,5°.


 

 

Zadanie:

Svetlo dopadá zo vzduchu na prostredie. Odráža sa a láme. Odráža sa pod uhlom 45° a láme sa pod uhlom 30°. Určte, aká je rýchlosť svetla v prostredí, do ktorého sa zlomilo:

 

 

Riešenie:

Platí vyššie uvedený obrázok, ale s rozdielom, že nepoznáme indexy lomu. Čo teda poznáme? Je to uhol lomu, čiže β = 30°. Ďalej poznáme uhol odrazu, a tým pádom poznáme aj uhol dopadu, keďže tieto sa musia rovnať, a preto α = 45°. Vieme, že prechádzame zo vzduchu do nejakého prostredia. Vieme tiež, že rýchlosť svetla vo vzduchu je c = 3,108 m/s. Tým pádom poznáme všetky veličiny, potrebné do Snellovho zákona lomu a môžeme počítať:

Zdroj: Ing. Petra Podmanická



Zopakujte si:
1. Čo nastane pri prechode svetla z jedného prostredia do druhého?
2. Aký zákon platí pri lome svetla? Aké je jeho vyjadrenie
3. Ako vypočítame absolútny index lomu?

Použitá literatúra:
Vlastné poznámky
Učebnica z fyziky pre 9.ročník