sk|en|

Odraz a lom světla

1.Čo sa stane, keď svetlo prechádza rozhraním dvoch prostredí?

Řešení:

Keď  svetlo prechádza rozhraním dvoch prostredí  z prvého prostredia, (kde sa pohybuje rýchlosťou v1) do druhého prostredia (kde sa pohybuje  rýchlosťou v2) môžu nastať dva prípady:

  • odraz svetla (reflexia)
  • lom svetla

fyzika-odraz-a-lom-svetla-1.gif


2.Rýchlosť červeného svetla v skle je v1 = 199 200km.s-1a fialového v2 = 196 700km.s-1. Určite index lomu pre červené a fialové svetlo. (c = 3.108m.s-1)

Řešení:

Rozbor:

fyzika-odraz-a-lom-svetla-2.gif 

Index lomu pre červené svetlo v skle je n1 = 1,507, pre fialové je n2 = 1,525.


3.Svetlo dopadá zo vzduchu (n1 = 1) na stenu diamantu pod uhlom α = 680. Lomený lúč je kolmý na odrazený lúč. Vypočítajte“

  • index lomu diamantu pre požité svetlo
  • rýchlosť svetla v diamante  (c = 3.108m.s-1)

Řešení:

Rozbor:

fyzika-odraz-a-lom-svetla-3.gif 

  • Index lomu diamantu je n2 = 2,475.
  • Rýchlosť svetla v diamante je v = 1,212.108m.s-1.

4.Svetlo dopadajúce zo vzduchu na vodnú hladinu (n = 1,33) sa láme pod uhlom β = 300. Určite uhol dopadu α a uhol odrazu α‘.

Řešení:

Rozbor:

fyzika-odraz-a-lom-svetla-4.gif 

Uhol dopadu je α = 41,70, uhol odrazu je α‘ = 41,70.


5.Na dne jazera je zasadený v zvislej polohe stĺp 1 meter dlhý tak, že celý je ponorený pod hladinou vody. Určite dĺžku jeho tieňa na dne jazera, ak n1(vzduch) = 1, n2 (vody) = 1,33 a ak Slnko je φ = 300 nad hladinou.

Řešení:

Rozbor:

l = 1m,  n1(vzduch) = 1,  n2 (vody) = 1,33,  je φ = 300,  t = ? α = 900– φ = 900 – 300 = 600

Stĺp „l“ a tieň „t“ tvoria pravouhlý trojuholník. Uhol β je protiľahlý uhol odvesny „t“ v tomto trojuholníku.


 fyzika-odraz-a-lom-svetla-5.gif

Dĺžka tieňa stĺpa je 0,86m.


6.Svetelný lúč dopadá zo vzduchu na rovinné rozhranie vzduchu a skla, odráža sa pod uhlom 600 a súčasne sa láme do skla pod uhlom 300. Určite rýchlosť svetla v skle.

Řešení:

Rozbor:

 fyzika-odraz-a-lom-svetla-6.gif

Rýchlosť svetla v skle je 1,732.108m.s–1.


7.Vlnová dĺžka žltého svetla vo vzduchu je λ0 = 590nm. Aká bude vlnová dĺžka svetla v skle ak n = 1,5. Vypočítajte tiež rýchlosť svetla v tomto prostredí.

Řešení:

Rozbor:

 fyzika-odraz-a-lom-svetla-7.gif

Vlnová dĺžka žltého svetla v skle je λ = 163nm, rýchlosť v = 2.108m.s-1.


8.Pod akým medzným uhlom musí dopadať svetlo, aby nastal úplný odraz, ak svetlo prechádza:

  • a) zo skla so vzduchu (n1 = 1,5)
  • b) z vody do vzduchu (n‘1 = 1,33)
  • c) zo skla do vody n2 (vzduch) = 1

Řešení:

Roozbor:

fyzika-odraz-a-lom-svetla-8.gif

Medzné uhly sú približne 41050‘, 48049‘ a 62027‘.


9. Určite hrúbku steny mydlovej bubliny (n = 1,33). ak dopadá na ňu biele svetlo. Interferenčné maximum prvého rádu pozorujeme v zelenej farbe (fZ = 5,7.1014Hz).

Řešení:

Rozbor:

n = 1,33,   fZ = 5,7.1014Hz,  c = 3.102m.s-1,  d = ?  k = 1

Ide o použitie vzťahu pre interferenčné maximum prvého rádu odrazom.

fyzika-odraz-a-lom-svetla-9.gif 

Hrúbka steny mydlovej bubliny je d = 100nm.


10.Na dne potoka hlbokého 32cm leží kamienok. Chlapec sa ho chce dotknúť palicou, ktorú drží nad hladinou pod uhlom 450. V akej vzdialenosti od kamienka sa dotkne po ponorení palice dna potoka?(n1=1, n2=1,33)

Řešení:

Rozbor:

pr-10 

fyzika-odraz-a-lom-svetla-10 

Palica sa dotkne dna potoka vo vzdialenosti 12cm od kamienka.


11. Index ľadu je n1 = 1,31, skla n2 = 1,51,  oleja n3 = 1,47. Aká je rýchlosť svetla v týchto prostrediach?

Řešení:

 odraz-a-lom-svetla-11.gif

  • Rýchlosť svetla v ľade je v1 = 229000km.s–1,
  • v skle v2 = 199000km.s–1,
  • a v oleji v3 = 204000km.s–1

12. Vypočítajte index lomu látky, ak pri uhle dopadu α = 300 zo vzduchu je uhol lomu β = 150. Aký musí byť uhol dopadu α/, ak uhol lomu je  β/ = 21,50 ?

Řešení:

 odraz-a-lom-svetla-12

Index lomu látky je n = 1,93. Uhol dopadu α/ = 450.


13.Na rovinné zrkadlo dopadá svetelný lúč pod uhlom dopadu α = 200. Ako sa zmení uhol medzi dopadajúcim a odrazeným lúčom, ak lúč bude dopadať na zrkadlo pod uhlom α/ = 350

Řešení:

 odraz-a-lom-svetla-13

Uhol medzi dopadajúcim a odrazeným lúčom sa zväčší o 300.


14.Svetelný lúč prechádza z vody (n1 = 1,33) do skla (n2 = 1,51). Rozhodnite, či ide o lom ku kolmici, alebo o lom od kolmice, ak uhol dopadu je α = 600.

Řešení:

odraz-a-lom-svetla-14 

Ide o lom ku kolmici, lebo β < α .


15. O aký veľký uhol sa otočilo zrkadielko, ak sa na stupnici, ktorej vzdialenosť od zrkadla je l = 150cm, posunie svetelný lúč z nulovej polohy, pri ktorej dopadá kolmo na stupnicu o h = 25cm.

odraz-a-lom-svetla-15-1

Řešení:

Ak sa zrkadlo otočí o uhol α, odrazený lúč sa posunie o uhol 2.α.

odraz-a-lom-svetla-15-2

Zrkadielko sa otočilo o 4,730.


16.Na zrkadlo dopadá svetelný lúč. Zrkadlo sa otočí o 10 okolo osi ležiacej v rovine zrkadla a kolmej na lúč. O aký uhol sa  odkloní odrazený lúč? O koľko sa posunie svetelná stopa na tienidle, ktoré je kolmé na odrazený lúč a vzdialené 5m od zrkadla?

Řešení:

odraz-a-lom-svetla-16 

  • Odrazený lúč sa odkloní o uhol α = 20.
  • Svetelná stopa na tienidle sa posunie o h = 17,5cm.

17. Aký je medzný uhol pri dopade svetla na rozhranie skla (n1 = 1,51) a vody (n2 = 1,33) ?

Řešení:

odraz-a-lom-svetla-17 

Medzný uhol je αm = 61,70.


18.Vo vode v hĺbke h = 600mm pod hladinou je umiestený bodový zdroj svetla. Určite tvar a rozmer tej časti povrchu vody, ktorou svetlo vystupuje nad vodnú hladinu.

Řešení:

 odraz-a-lom-svetla-18

Časť povrchu vody, ktorou svetlo vystupuje nad hladinu, je kruh s polomerom r = 684mm.


19.Lomený lúč zviera s odrazeným lúčom uhol ω = 900. Určite relatívny index lomu látky, do ktorej sa lúč lomí, ak platí sin α = 0,8.

Řešení:

 odraz-a-lom-svetla-19

Relatívny index lomu látky je n12 = 1,33.


20. Svetelný lúč dopadá zo vzduchu (n = 1) na sklo pod uhlom α = 600.  Index lomu skla pre červené svetlo je n1 = 1,735, pre fialové n2  = 1,811. Určite uhol medzi lomeným červeným a fialovým lúčom.

Řešení:

 odraz-a-lom-svetla-20

Uhol medzi lomeným červeným a fialovým lúčom je Δβ = 1,40