StudyFi Lab · Fyzika

Paprsková optika

Paprsková optika je bezplatná interaktívna simulácia zo StudyFi Lab. Beží priamo v prehliadači, bez registrácie a bez inštalácie.

Šošovky, zrkadlá, lom svetla a hranol

Pokusy

Spojka

Spojka láme rovnobežné lúče do ohniska F′. Obraz nájdeš pomocou troch význačných lúčov: lúč rovnobežný s osou prechádza ohniskom, lúč stredom šošovky sa neláme a lúč ohniskom F vychádza rovnobežne s osou. Platí zobrazovacia rovnica 1/f = 1/a + 1/a′ a zväčšenie Z = −a′/a.

Vyskúšaj: Posuň predmet do vzdialenosti 2f — obraz je rovnako veľký a prevrátený. Potom ho prisuň dovnútra ohniskovej vzdialenosti.

Rozptylka

Rozptylka lúče rozbieha, akoby vychádzali z ohniska F′ pred šošovkou. Ich predĺženia (čiarkovane) sa pretnú na strane predmetu, takže obraz je vždy neskutočný, priamy a zmenšený. Ohnisková vzdialenosť je záporná a stále platí 1/f = 1/a + 1/a′.

Vyskúšaj: Ťahaj predmet ďaleko aj tesne k šošovke — obraz zostáva medzi šošovkou a ohniskom a nikdy sa neprevráti.

Duté zrkadlo

Duté zrkadlo odráža rovnobežné lúče do ohniska F, ktoré leží v polovici polomeru krivosti (f = r/2). Lúč do vrcholu sa odrazí pod rovnakým uhlom a lúč ohniskom sa vracia rovnobežne s osou. Platí rovnaká rovnica ako pre šošovku: 1/f = 1/a + 1/a′; skutočný obraz vzniká pred zrkadlom.

Vyskúšaj: Prisuň predmet medzi ohnisko a zrkadlo — dostaneš zväčšený priamy obraz za zrkadlom, ako v kozmetickom zrkadielku.

Vypuklé zrkadlo

Vypuklé zrkadlo odráža lúče od seba, akoby vychádzali z ohniska za zrkadlom. Ich predĺženia sa pretínajú za zrkadlom, preto je obraz vždy neskutočný, priamy a zmenšený. Ohnisková vzdialenosť je záporná a platí 1/f = 1/a + 1/a′ — preto sa tieto zrkadlá používajú na križovatkách a v autách, kde ukážu široký výhľad.

Vyskúšaj: Skráť ohniskovú vzdialenosť (viac vypuklé zrkadlo) — obraz sa zmenší a zmestí sa doň väčšie okolie.

Lom a úplný odraz

Na rozhraní dvoch prostredí sa lúč čiastočne odrazí a čiastočne láme podľa Snellovho zákona n₁ · sin θ₁ = n₂ · sin θ₂. Do opticky hustejšieho prostredia sa láme ku kolmici, do redšieho od kolmice. Keď svetlo ide do redšieho prostredia pod uhlom väčším ako medzný uhol θc = arcsin(n₂/n₁), lomený lúč zmizne a nastane úplný odraz.

Vyskúšaj: Nastav hore vodu a dole vzduch a zväčšuj uhol dopadu — za 48,8° sa všetko svetlo odrazí späť.

Rozklad svetla hranolom

Index lomu skla závisí od vlnovej dĺžky: podľa Cauchyho vzťahu n(λ) = A + B/λ² má fialové svetlo väčší index ako červené. Hranol preto každú farbu láme inak a biely lúč sa rozloží do spektra. Odchýlka δ = θ₁ + θ₂ − φ je pri fialovej najväčšia.

Vyskúšaj: Otáčaj hranolom a hľadaj polohu, keď je odchýlka najmenšia — lúč potom ide vnútri rovnobežne so základňou.

Časté otázky

Čo je Paprsková optika?

Paprsková optika je bezplatná interaktívna simulácia zo StudyFi Lab. Beží priamo v prehliadači, bez registrácie a bez inštalácie. Šošovky, zrkadlá, lom svetla a hranol

Je aplikácia Paprsková optika zadarmo?

Áno. Aplikácia Paprsková optika je úplne zadarmo. Funguje v prehliadači na počítači, tablete aj telefóne a nepotrebuješ k nej účet.

Čo môžem preskúmať v aplikácii Paprsková optika?

Spojka, Rozptylka, Duté zrkadlo, Vypuklé zrkadlo, Lom a úplný odraz, Rozklad svetla hranolom.

Čo ukazuje pokus „Spojka“?

Spojka láme rovnobežné lúče do ohniska F′. Obraz nájdeš pomocou troch význačných lúčov: lúč rovnobežný s osou prechádza ohniskom, lúč stredom šošovky sa neláme a lúč ohniskom F vychádza rovnobežne s osou. Platí zobrazovacia rovnica 1/f = 1/a + 1/a′ a zväčšenie Z = −a′/a.

Čo ukazuje pokus „Rozptylka“?

Rozptylka lúče rozbieha, akoby vychádzali z ohniska F′ pred šošovkou. Ich predĺženia (čiarkovane) sa pretnú na strane predmetu, takže obraz je vždy neskutočný, priamy a zmenšený. Ohnisková vzdialenosť je záporná a stále platí 1/f = 1/a + 1/a′.

Učíš sa na test?

Nahraj svoje poznámky a StudyFi z nich urobí kartičky, testy a podcasty.

Vyskúšaj StudyFi zadarmo