Optika
1. Co zkoumá fyzikální optika?
Řešení:
Fyzikální optika se zabývá vlnovými vlastnostmi světla. Zkoumá
- podstatu světla
- vznik světla
- šíření světla
- odraz a lom světla
- interferenci světla odrazem a ohybem
- disperzi světla
- polarizaci světla
Světlo je elektromagnetické vlnění s vlnovými délkami ve vakuu (ve vzduchu) od 380 nm do 760 nm ( 7,8·1014 Hz do 3,8·1014 Hz). Fázová rychlost světla ve vakuu (ve vzduchu) je c = 3·108 m·s–1. V jiných látkách platí v < c.
- Zdroj světla: Těleso, které vyzařuje elektromagnetické vlnění o vlnových délkách λ = 380 nm – 760 nm.
- Detektor světla: Zařízení pro příjem a registraci světla
- Optické prostředí: Průhledné, neprůhledné, průsvitné, homogenní.
- Šíření světla: V homogenním prostředí se světlo šíří přímočaře.
- Fermatův princip: Pokud prochází světelný paprsek mezi dvěma body, vždy volí takovou trajektorii, kterou projde za nejkratší čas.
- Princip nezávislosti chodu paprsků: Pokud se dva světelné paprsky navzájem protínají, neovlivňují se a postupují prostředím nezávisle jeden na druhém.
2.Za jak dlouho dorazí světlo na naši Zemi z Měsíce a ze Slunce. Vzdálenost Měsíc – Země je 384 450 km a vzdálenost Slunce – Země je 150 000 000 km.
Řešení:
Rozbor:
Světlo se z Měsíce na Zemi dostane za 1,28 sekundy, ze Slunce na Zemi za 8,33 minuty.
3.Světlo projde ve vakuu vzdálenost rovnou délce rovníku za 0,1335 sekundy. Určete poloměr Země.
Řešení:
Rozbor:
t = 0,1335 s, c = 3·108 m·s–1, R = ?
Poloměr Země je R = 6378 km.
4.Sírius A, nejjasnější hvězda na celé naší obloze, je od nás vzdálena 8,69 světelných roků. Kolik je to metrů?
Pro zobrazení řešení se přihlaste.5.Jak vysoký je strom, který vrhá na zem stín 36 m, jestliže výška Slunce je α = 24°. Jak dlouhý stín ve stejnou dobu vrhá budova 44,52 m vysoká?
Pro zobrazení řešení se přihlaste.
6. Astronomové zjistili, že za každou minutu dopadne na Zemi na 1 m2 2·10–18 kg světla. Kolik kilogramů světla dopadne na naši planetu za jeden rok? R = 6378 km = 6,378·106 m. 1 rok = 31 557 600 s.
Pro zobrazení řešení se přihlaste.7.Člověk vnímá elektromagnetické vlnění ve vzduchu od 389 nm do 789 nm jako světlo. Určete frekvence příslušející k uvedeným vlnovým délkám. Zjistěte, zda člověk vnímá elektromagnetické záření s frekvencí f = 9,5·1014 Hz jako světlo.
Pro zobrazení řešení se přihlaste.8.Bodový zdroj světla je vzdálen od stínidla h = 1,2 m. Jak dlouhý stín bude na stínidle, jestliže ve vzdálenosti
h/ = 0,4 m od stínidla a rovnoběžně se stínidlem je pravítko dlouhé d = 0,3 m.
9. Za jak dlouho projde světlo vrstvou skla ( n = 1,5 ) o tloušťce d = 2 cm?
Pro zobrazení řešení se přihlaste.10.Jak vysoký je sloup, když oko pozorovatele jej může rozlišit ze vzdálenosti 10 km? Rozlišovací schopnost oka je asi 1′.
Pro zobrazení řešení se přihlaste.
