Přímočaré šíření světla, Přímočaré šíření světla, rychlost světlarychlost světla

V jakých tělesech kolem nás V jakých tělesech kolem nás vzniká světlo?vzniká světlo?

• SlunceSlunce• Hvězdy Hvězdy • Vlákno žárovkyVlákno žárovky• Plamen svíčkyPlamen svíčky• ZářivkaZářivka• Světluška Světluška • OheňOheň• BleskBlesk• LávaLáva• Dioda Dioda

Těmto tělesům říkáme ZDROJE SVĚTLA

Jeden ze starších názorů na Jeden ze starších názorů na zdroj světlazdroj světla

• Řecký matematik Řecký matematik Euklides – 3. století Euklides – 3. století př.n.l. se zajímal i o př.n.l. se zajímal i o světelné jevysvětelné jevy

• Domníval se, že světlo Domníval se, že světlo se šíří z očí, protože při se šíří z očí, protože při jejich zavření je tmajejich zavření je tma

• Kdyby tomu tak opravdu Kdyby tomu tak opravdu bylo – dokázali bychom bylo – dokázali bychom si očima posvítit i v nocisi očima posvítit i v noci

Zdroje světlaZdroje světla• Ve zdrojích světla vzniká světlo různými Ve zdrojích světla vzniká světlo různými

procesyprocesy• Svítí tělesa rozžhavená na vysokou Svítí tělesa rozžhavená na vysokou

teplotuteplotu– Slunce, vlákno žárovky, Slunce, vlákno žárovky, plamen svíčky, oheňplamen svíčky, oheň

• Svítí i tělesa nerozžhavenáSvítí i tělesa nerozžhavená– biologické zdroje – světlušky, biologické zdroje – světlušky, někteří mořští živočichové (ďas mořský,..)někteří mořští živočichové (ďas mořský,..)– elektrické zdroje – neonkyelektrické zdroje – neonky

• Druhotným zdrojem světla je MĚSÍC – Druhotným zdrojem světla je MĚSÍC – svítí světlem odraženýmsvítí světlem odraženým

Bodový Bodový xx plošný zdroj plošný zdroj

• Jsou-li rozměry světelného Jsou-li rozměry světelného zdroje malé zanedbatelné zdroje malé zanedbatelné vzhledem ke vzdálenosti, vzhledem ke vzdálenosti, ze které jej pozorujeme – ze které jej pozorujeme – BODOVÝ ZDROJBODOVÝ ZDROJ– Světlo pouliční lampy, Světlo pouliční lampy,

majáku, hvězdy, laserové majáku, hvězdy, laserové ukazovátko,..ukazovátko,..

• Zdroj, jehož rozměry nelze Zdroj, jehož rozměry nelze zanedbat – PLOŠNÝ ZDROJzanedbat – PLOŠNÝ ZDROJ– Slunce, zářivka,…Slunce, zářivka,…

POZOR!!POZOR!!

• Nikdy se nedívej do Slunce přímo!!Nikdy se nedívej do Slunce přímo!!

• Sluneční světlo je tak silné, že by mohlo Sluneční světlo je tak silné, že by mohlo vážně poškodit zrak!!vážně poškodit zrak!!

Jak se šíří světlo čistou vodou, Jak se šíří světlo čistou vodou, mlékem, zakalenou vodou, mlékem, zakalenou vodou,

betonem, plasty?betonem, plasty?• Optická prostředí rozdělujeme na:Optická prostředí rozdělujeme na:

– Průhledná (vzduch, voda, čisté sklo,..)Průhledná (vzduch, voda, čisté sklo,..)– Průsvitná (mlha, kouř, matné sklo..) – část Průsvitná (mlha, kouř, matné sklo..) – část

světla se rozptylujesvětla se rozptyluje– Neprůsvitná (kovy, dřevo, keramika, kámen,..) Neprůsvitná (kovy, dřevo, keramika, kámen,..)

– světlo neprochází– světlo neprochází

průhledné průsvitné málo průsvitné neprůhledné

Průhledné prostředíPrůhledné prostředí

• I v průhledném prostředí, jakým je vzduch, I v průhledném prostředí, jakým je vzduch, se světlo nepatrně rozptylujese světlo nepatrně rozptyluje

• Proto před východem Slunce, i po jeho Proto před východem Slunce, i po jeho západě není úplná tmazápadě není úplná tma

PokusPokus• Z tvrdého papíru si vytvoř kornoutZ tvrdého papíru si vytvoř kornout• Upevni jej na baterku tak, aby zaclonil všechno světloUpevni jej na baterku tak, aby zaclonil všechno světlo• Ustřihni růžek kornoutu – vznikne malý otvorUstřihni růžek kornoutu – vznikne malý otvor• V zatemněné místnosti rozsviť baterku a pozoruj šíření V zatemněné místnosti rozsviť baterku a pozoruj šíření

světla prostředímsvětla prostředím• ÚZKÝ SVAZEK SVĚTLA NAZÝVÁME ÚZKÝ SVAZEK SVĚTLA NAZÝVÁME SVĚTELNÝ PAPRSEKSVĚTELNÝ PAPRSEK

Přímočaré šíření světlaPřímočaré šíření světla

• Paprsky prochází vzduchem přímoPaprsky prochází vzduchem přímo• Podobně se šíří vodou i sklemPodobně se šíří vodou i sklem• Říkáme, že světlo se Říkáme, že světlo se šíří přímočařešíří přímočaře• Můžeš vyzkoušet: nech světlo do tmavé místnosti Můžeš vyzkoušet: nech světlo do tmavé místnosti

dopadat malým otvorem mezi zatměním – uvidíš dopadat malým otvorem mezi zatměním – uvidíš přímou světelnou stopu, která vzniká rozptylem přímou světelnou stopu, která vzniká rozptylem světla na prachových částicíchsvětla na prachových částicích

Pozorujeme laserové paprsky na diskotéce

PokusPokus

• V listu papíru vystřihni malou dírkuV listu papíru vystřihni malou dírku

• V tmavé místnosti osvětli papír svíčkouV tmavé místnosti osvětli papír svíčkou

• Umísti za dírkou jako stínítko další papírUmísti za dírkou jako stínítko další papír

• Na stínítku se objeví převrácený obraz plamene Na stínítku se objeví převrácený obraz plamene svíčkysvíčky

• Jak je to možné?Jak je to možné?

VysvětleníVysvětlení• Světlo se šíří přímočařeSvětlo se šíří přímočaře• Je-li dírka dost malá, dopadají paprsky ze špičky Je-li dírka dost malá, dopadají paprsky ze špičky

plamene do jednoho místa stínítka dolůplamene do jednoho místa stínítka dolů• Stejně tak paprsky například z dolního místa Stejně tak paprsky například z dolního místa

plamene dopadají nahoruplamene dopadají nahoru• Na stínítku se vytvoří obraz převrácenýNa stínítku se vytvoří obraz převrácený• Čím je menší otvor, tím je obrázek ostřejšíČím je menší otvor, tím je obrázek ostřejší• Avšak dopadá též méně paprsků, obrázek je Avšak dopadá též méně paprsků, obrázek je

méně jasnýméně jasný

Dírková komoraDírková komora

• Vynalezl ji 1321 Levi GersonVynalezl ji 1321 Levi Gerson

• Krabička z papíru s malým otvorem vepředuKrabička z papíru s malým otvorem vepředu

• Zadní stěnu tvoří stínítko – ze skla či z průsvitného Zadní stěnu tvoří stínítko – ze skla či z průsvitného papíru - zde se vytváří obraz předmětupapíru - zde se vytváří obraz předmětu

Rychlost šíření světlaRychlost šíření světla• Za jak dlouho dorazí světlo ze Slunce na Za jak dlouho dorazí světlo ze Slunce na

Zemi?Zemi?

• Za pouhých 8 minutZa pouhých 8 minut

• Od jiných hvězd, které vidíme na obloze, k Od jiných hvězd, které vidíme na obloze, k nám však cestuje celé rokynám však cestuje celé roky

• Ve vakuu je rychlost světla 300 000 km/sVe vakuu je rychlost světla 300 000 km/s

• Značka rychlosti světla ………… Značka rychlosti světla ………… cc

Rychlost světla v jiných Rychlost světla v jiných prostředíchprostředích

Vždy je nižší než ve vakuuVždy je nižší než ve vakuu

Optické prostředíOptické prostředí Rychlost světla Rychlost světla (km/s)(km/s)

VakuumVakuum 300 000300 000

VzduchVzduch téměř 300 000téměř 300 000

LedLed 229 000229 000

VodaVoda 225 000225 000

SkloSklo 200 000200 000

Diamant Diamant 124 000124 000

Zápis Zápis

• Zdroji světlaZdroji světla mohou být jak rozžhavená mohou být jak rozžhavená tělesa (Slunce, plamen svíčky,..) tak i tělesa (Slunce, plamen svíčky,..) tak i tělesa nerozžhavená (zářivka, světluška,..)tělesa nerozžhavená (zářivka, světluška,..)

• Svítit mohou i tělesa osvětlenáSvítit mohou i tělesa osvětlená (Měsíc, (Měsíc, osvětlená bílá zeď,..)osvětlená bílá zeď,..)

• Bodovým zdrojemBodovým zdrojem nazýváme zdroj světla, nazýváme zdroj světla, jehož rozměry jsou zanedbatelné jehož rozměry jsou zanedbatelné vzhledem ke vzdálenosti (pouliční lampa, vzhledem ke vzdálenosti (pouliční lampa, hvězda,..)hvězda,..)

• Ostatní zdroje jsou Ostatní zdroje jsou plošné.plošné.

Zápis Zápis • Optická prostředí mohou býtOptická prostředí mohou být

– průhledná (vzduch, čiré sklo,..)průhledná (vzduch, čiré sklo,..)– Průsvitná (kouř, mlha,..Průsvitná (kouř, mlha,..– Neprůsvitná (dřevo, keramika,..)Neprůsvitná (dřevo, keramika,..)

• Světlo se šíří Světlo se šíří přímočaře.přímočaře.

• Rychlost šíření světla ve vakuu je Rychlost šíření světla ve vakuu je 300 000 kilometrů za sekundu300 000 kilometrů za sekundu..

• V ostatních průhledných prostředích V ostatních průhledných prostředích je rychlost menší.je rychlost menší.

Úkoly a otázkyÚkoly a otázky

1.1. Jakými optickými prostředími jsou : med, Jakými optickými prostředími jsou : med, mléko, asfalt, led, beton, mořská voda?mléko, asfalt, led, beton, mořská voda?

2.2. Vysvětli, proč při bouřce vidíme blesk Vysvětli, proč při bouřce vidíme blesk okamžitě, ale zvuk hromu slyšíme později.okamžitě, ale zvuk hromu slyšíme později.

Řešení Řešení

1.1. • Neprůhledná: asfalt, betonNeprůhledná: asfalt, beton• Průsvitná: med, mléko, ledPrůsvitná: med, mléko, led• Průhledná: mořská vodaPrůhledná: mořská voda

2.2. Hrom slyšíme později, protože zvuk se Hrom slyšíme později, protože zvuk se šíří menší rychlostí – 340 m/s.šíří menší rychlostí – 340 m/s.

Světlo se šíří rychlostí 300 000 km/s.Světlo se šíří rychlostí 300 000 km/s.

led