fyzika.petrnovotny.at maturitní témata z fyziky a jiné užiteèné informace...
døíve fyzika.smoula.net
Web je od záøí 2014 spuštìn na nové adrese fyzika.petrnovotny.at a optimalizován pro mobilní telefony

Elektromagnetické záøení

Vlnová optika
- zabývá se jevy potvrzujícími vlnovou povahu svìtla (interference, ohyb, polarizace)

Interference svìtla
vlnìní, která pøicházejí do jednoho bodu z rùzných zdrojù, se v tomto bodì skládají (sèítají se okamžité hodnoty elektrické a magnetické složky vlnìní)
koherentní vlnìní - vlnìní o stejné frekvenci s konstantním dráhovým rozdílem v daném bodì
- pøedpoklad pro viditelnost interference
- prakticky laserem

Youngùv pokus (1807)
- prokázal vlnovou povahu svìtla

amplituda výsledného vlnìní se mìní v závislosti na dráhovém rozdílu - na stínítku pozorujeme interferenèní obrazec - soustavu interferenèních maxim a minim
pro int. maximum: Δl=kλ k{0,1,...}
pro int. minimum: Δl=(2k-1)λ/2 k{1,...}
k - øád maxima/minima

u monochromatického svìtla:
maxima - svìtlé proužky dané barvy,
minima - èerné proužky

u bílého svìtla:
maximum nultého øádu bílé,
minima èerná,
maxima vyšších øádù - spektra

Interference svìtla na tenké vrstvì

paprsky 2 a 3 interferují, dráhový rozdíl Δl=2nd+λ/2
paprsky 2 a 3 mají opaènou fázi (+λ/2)
2nd - optická dráha - vzdálenost, kterou paprsek 2 urazí, zatímco paprsek 3 urazí vzdálenost 2d
pro int. maximum: 2nd=(2k-1)λ/2
pro int. minimum: 2nd=kλ

Newtonova skla

v monochromatickém svìtle vzniká soustava svìtlých a tmavých kroužkù,
v bílém svìtle vzniká soustava barevných kroužkù
R²=rk²+(R-dk
R²=rk²+R²-2Rdk+dk²
(dk<<2R => zanedbáme)
dk=rk²/(2R)
Δl=2dk+λ/2

Využití interference
antireflexní vrstvy
interferometr - mìøení malých rozdílù délek, mìøení indexu lomu
holografie - trojrozmìrný záznam obrazu - informace o intenzitì a fázi svìtla odraženého od pøedmìtu

Ohyb svìtla (difrakce)
- odlišné šíøení svìtla než pøímoèaré (dùsledek vlnových vlastností svìtla)
- po dopadu na okraj pøekážky se svìtlo šíøí i do oblasti geometrického stínu

ohyb na hranì

v bodì B dochází k mnohonásobné interferenci - vzniká interferenèní obrazec

ohyb na štìrbinì

rozložení maxim a minim závisí na šíøce štìrbiny a vlnové délce svìtla

ohyb na optické møížce

b - møížková konstanta
Δl=bsinα

difrakèní obrazec:
u jednobarevného svìtla - uprostøed maximum 0. øádu (nejintenzivnìjší)
u bílého svìtla - minima èerná, maximum 0. øádu bílé, maximum 1. øádu spektrum (nejblíže k 0. øádu èervená), ostatní maxima se pøekrývají

Polarizace svìtla
nepolarizované svìtlo: smìr vektoru E je nahodilý (ale kolmý ke smìru šíøení, obr. a)
lineárnì polarizované svìtlo: vektor E kmitá v jedné pøímce (obr. b)

polarizace - pøemìna svìtla nepolarizovaného na polarizované
a) odrazem

v odraženém svìtle vektor E kolmo k rovinì dopadu
úplná polarizace jen pøi tzv. Brewsterovì (polarizaèním) úhlu, pro který platí tgα=n
b) lomem
obodbnì jako odrazem
vektor E rovnobìžnì k rovinì dopadu
c) dvojlomem
u anizotropních krystalù (napø. islandský vápenec)
svìtelný paprsek se rozdìlí na dva (øádný a mimoøádný) - oba polarizovány v navzájem kolmých rovinách
d) polaroidem
speciální filtr, ze kterého vychází jen lineárnì polarizované svìtlo mimoøádného paprsku

oko nerozliší polarizované a nepolarizované svìtlo, rozlišuje jej analyzátor

Pøehled elektromagnetického záøení
druh záøenívln. délka /m (øádovì)frekvence / Hz (øádovì)
nízkofrekvenèní vlny104-106102-104
rozhlasové vlny (DV,SV,KV)101-104104-107
televizní a rozhlasové vlny (VKV)10-1-101107-109
mikrovlny10-4-10-1109-1012
infraèervené záøení (IR)10-6-10-41012-1014
viditelné svìtlo10-7-10-61014-1015
ultrafialové záøení (UV)10-9-10-71015-1017
rentgenové záøení (RTG)10-12-10-91017-1020
gama záøení10-15-10-121020-1023


Fotometrické velièiny
- charakterizují pøenos energie svìtelným záøením, které vyzaøuje do okolí zdroj elmag. záøení
svìtelný tok Φ se vztahuje k pøenosu svìtla prostorem
svítivost I charakterizuje zdroj svìtla
- podíl svìtel. toku ΔΦ vyzáøeného do prostorového úhlu ΔΩ a tohoto úhlu
I=ΔΦ/ΔΩ
osvìtlení E charakterizuje úèinky svìtla pøi dopadu na urèitou plochu
E=ΔΦ/ΔS
ΔS=r²ΔΩ
r - vzdálenost dané plochy od zdroje
E=Icosα/r²
α - úhel, pod kterým svìtlo dopadá

Tepelné záøení tìles
- vyzaøují všechna tìlesa díky tepelnému pohybu atomù
s rostoucí teplotou tìlesa se záøení pøesouvá ke kratším vln. délkám (do 525°C IR, asi 900°C jasnì èervené)

Záøení èerného tìlesa
Stefanùv-Boltzmannùv zákon: intenzita ozaøování vzrùstá se 4. mocninou termodynamické teploty
Wienùv posunovací zákon: vlnová délka záøení je nepøímo úmìrná teplotì
zjištìní vln. délky záøení spektrální analýzou (napø. èarové spektrum u plynù)

nahorumenu • Web designed by Petr Novotný © Petr Novotný 2004-2022 [CNW:Counter]