Rozdělení optiky
Elektromagnetické vlnění a záření
Frekvence a vlnová délka
1. Rádiové vlny
2. Infračervené záření
3. Viditelné světlo
4. Ultrafialové záření
4. Ultrafialové záření
5. Rentgenové záření
6. Záření gama
Světelný zdroj
Optické prostředí
Z hlediska šíření světla v daném optickém prostředí se prostředí dělí na:
Podle toho, které frekvence prostředím prochází, lze rozdělit optické prostředí na:
Jak se světlo šíří?
Na čem závisí velikost osvětlené plochy?
Zdroje informací (obrázky a texty):
Internetové zdroje:
2.65M

Základní škola a mateřská škola Bzenec

1.

Základní škola a mateřská škola Bzenec
Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.2769
Číslo a název šablony klíčové aktivity:
I/2: čtenářská a informační gramotnost - inovace
Vypracoval/a: Mgr. Jana Presová
Ověřil/a: Mgr. Jana Presová

2.

Název výukového materiálu:
Elektromagnetické záření a zdroje světla - 9. ročník
Vzdělávací obor: fyzika
Tematický okruh: světelné jevy
Téma:
I. Elektromagnetické záření, druhy
II. Zdroje světla, optické prostředí
Stručná anotace:
Prezentace shrnující nejdůležitější informace o vlastnostech jednotlivých druhů
elektromagnetického záření, o zdrojích světla a o prostředích, kterým se může světlo
šířit.

3.

Optika
• část fyziky, která zkoumá podstatu světla a zákonitosti
světelných jevů, které vznikají při šíření světla a při
vzájemném působení světla a látky
• má dlouhou historii a je vedle mechaniky jedním z
nejstarších oborů fyziky
• souvisí s tím, že člověk získává zrakem více než 80 %
informací o světě

4. Rozdělení optiky

Z historických důvodů se dělí:
• Geometrická optika je založena na představě světelných paprsků, které se šíří
prostorem navzájem nezávisle a řídí se zákonem lomu a odrazu. Na jejím základě byla
vybudována teorie optického zobrazování, která je základem pro konstrukci optických
soustav, používaných v řadě oblastí vědy a techniky, nezabývá se vznikem a podstatou
světla a ani nepřihlíží k jeho vlnovým vlastnostem.
Vlnová optika zkoumá otázky související se vznikem, podstatou a šířením světla. Jejím
základem jsou Maxwellovy rovnice. Vlnová optika umožňuje objasnit všechny zákony
geometrické optiky a stanovit meze jejich použitelnosti a platnosti. Vlnová optika nám
umožňuje zkoumat jevy difrakce, interference a polarizace světla a řadu dalších jevů.
Kvantová optika se zabývá mikrostrukturou světelných polí a optickými jevy, které mají
výrazný kvantový (korpuskulární) charakter. Umožňuje pochopit a správně vysvětlit
interakci (vzájemné působení) záření s látkou.

5. Elektromagnetické vlnění a záření

• Jedním z největších objevů fyziky 19. století je poznatek, že světlo
je elektromagnetické vlnění.
• Tento závěr je výsledkem teorie elektromagnetického pole,
kterou vytvořil anglický fyzik James Clerk Maxwell.
• Elektromagnetická vlna je tvořena dvěma složkami - elektrickou a
magnetickou

6. Frekvence a vlnová délka

• Frekvence je nejdůležitější veličinou charakterizující vlnění. Lidské oko
umožňuje vnímat pouze určitý interval frekvencí. Většina frekvencí
elektromagnetického záření je pro nás neviditelná.
• Kromě frekvence f se pro popis elektromagnetických vln používá vlnová
délka λ (v metrech)a rychlost světla v. Základní vztah mezi nimi je

7.

ELEKTROMAGNETICKÉ SPEKTRUM
Pronikavost
zemskou
atmosférou:
Vlnová délka
(v metrech)
Velikost vlny může odpovídat:
Frekvence záření
(v Hz)
Povrchová teplota
zdroje daného
druhu záření (v K)

8. 1. Rádiové vlny


vlnová délka 2000 m - 1 mm
slouží především k přenosu zvukových, obrazových a dalších informací
využívají se při radiotelegrafickém a při rozhlasovém vysílání
slouží i k televiznímu přenosu; používají se kratší vlnové délky než u rozhlasu
rádiové vlny s nejkratší vlnovou délkou (0,1 m - 1 mm) využívají radary, satelitní
televize, mobilní telefony, přístroje GPS, mikrovlnné trouby a další zařízení

9. 2. Infračervené záření

• vyzařováno rozžhavenými tělesy
• je pro nás neviditelné a vnímáme ho jako tepelné záření (sálání)
tepelných zdrojů
• je i součástí slunečního záření
• vlnová délka: 0,1 mm - 790 nm
• využití – dálkové ovladače, noční vidění, tepelné záření

10. 3. Viditelné světlo

• přímo ho vnímáme zrakem jako bílé světlo
• bílé světlo je možno skleněným hranolem rozložit podle
vlnových délek na jednotlivé spektrální barvy
• vlnová délka: 390 nm - 790 nm

11. 4. Ultrafialové záření

• zdrojem – Slunce (většina je však zadržena zemskou atmosférou),
výbojové trubice
• vlnová délka: 10 nm - 390 nm
• působí škodlivě - na oči, vznik rakoviny kůže (při opalování), …
• ničí choroboplodné mikroorganismy - používá se při sterilizaci a
dezinfekci
UV lampa

12. 4. Ultrafialové záření

• UVA – nejméně nebezpečné, vhodné pro
tvorbu vitamínu A a D, asi 99% UV záření,
které dopadne na zemský povrch
• UVB – škodlivé pro živé organismy (poškozuje
kůži) => z většiny absorbováno ozónem
• UVC – zhoubné pro živé organismy, neproniká
na zemský povrch

13. 5. Rentgenové záření

• velká pronikavost
• atmosféra rentgenové záření přicházející z vesmíru nepropouští a
chrání nás tak před jeho účinky
• vlnová délka: 1 pm - 10 nm
• využití - lékařská vyšetření, rentgenové snímky, léčba zhoubných
nádorů, zjišťování skrytých vad materiálu (např. svárů potrubí),
odbavování zavazadel na letišti, …

14. 6. Záření gama

• radioaktivní záření, které vzniká při jaderných reakcích
• velká pronikavost
• vlnová délka: menší než 1 pm
• pro živé organismy je nebezpečné, způsobuje popáleniny,
rakovinu a genové mutace
• použití - účinný prostředek hubení bakterií (sterilizace lékařských
nástrojů nebo ošetřování potravin - masa a zeleniny, aby déle
zůstalo čerstvé), chemoterapie, chirurgie (gama nůž),
diagnostika nemocí, …

15.

4.1. Zdroje světla a optické
prostředí

16. Světelný zdroj

• je to zdroj elektromagnetického záření, tedy
těleso, ve kterém světlo vzniká a šíří se z něj
do okolního prostředí

17.

• Zpravidla rozdělujeme světelné zdroje na:
• přírodní
• umělé (člověkem vytvořené)
• Světelné zdroje lze rozdělit také na:
• vlastní - taková tělesa, ve kterých světlo vzniká, např.
Slunce, žárovka, plamen, …
• nevlastní - tělesa, které samy světlo nevytvářejí, ale pouze
odráží a rozptylují dopadající světlo, např. Měsíc, mraky,
všechny osvětlené předměty, ...

18.

• Další rozdělení souvisí s rozměry, a to na:
• bodové zdroje světla – jsou to zdroje světla, jejichž
rozměry jsou zanedbatelné vůči okolí, např. světluška,
žárovka, hvězda, …
• plošné zdroje světla – zdroje velkým rozměrů, např.
Slunce, zářivka, …

19. Optické prostředí

• Jsou to látky, kterými světlo prochází.
• Šíření světla je ovlivněno vlastnostmi
prostředí, jímž světlo prochází.

20. Z hlediska šíření světla v daném optickém prostředí se prostředí dělí na:

• průhledné - v optickém prostředí nedochází ke zkreslení
(nerozptyluje se), např. vzduch, čiré sklo, …
• průsvitné - světlo prostředím částečně prochází a částečně
se v něm rozptyluje, např. mlha, dým, matné sklo,...
• neprůhledné - vlnění je v prostředí pohlcováno nebo se
odráží od povrchu prostředí zpět, např. beton, závěsy,
zrcadla,…

21. Podle toho, které frekvence prostředím prochází, lze rozdělit optické prostředí na:

barevné (zbarvené) - v prostředí jsou pohlcovány
pouze určité frekvence světla, tzn. prostředí
propouští jen světlo určité barvy, např. barevná
skla
čiré - prostředím prochází všechny frekvence vlnění,
tj. všechny barvy, např. čiré sklo, vzduch, voda,…

22. Jak se světlo šíří?

• Ze zdroje světla se šíří světlo všemi směry
• V opticky homogenním prostředí se šíří
přímočaře, tj. lze znázornit přímkou
• Prochází-li světlo čistým vzduchem, není vidět. Přesto
každý už světelné paprsky jako světlé přímé čáry viděl –
při průchodu světla znečištěným vzduchem – mlhou,
mezi mraky, kouřem,…

23. Na čem závisí velikost osvětlené plochy?

• vzdálenosti stínítka od clony
• velikosti otvoru ve cloně
• vzdálenosti zdroje od clony
clona s otvorem
stínítko

24. Zdroje informací (obrázky a texty):

• Učebnice fyziky pro základní školy



R. Kolářová, J. Bohuněk, I. Štoll, M. Svoboda, M. Wolf, nakladatelství Prometheus 2001
K. Rauner, V. Havel, M. Randa, nakladatelství Fraus 2007
J. Maršák, nakladatelství Kvarta Praha 1993
• Pracovní sešit k učebnici fyziky

K. Rauner, V. Havel, M. Randa, nakladatelství Fraus 2007
• Přehled učiva fyziky

S. Pople a P.Whitehead, nakladatelství Svojtka&Co. 1999
• Fyzika - přehled učiva základní školy

J. Vachek, nakladatelství SPN 1978
• Fyzika I. a II.

Z. Horák a F. Krupka, nakladatelství SNTL/ALFA, 1976

25.

• Pohled do vesmíru

C. Scottová, nakladatelství Fragment 2006
• Věda – hranice poznání

C. A. Ronan, nakladatelství Knižní klub 1997
• Chemie. Fyzika, astronomie

Překlad J. Braun, P. Anderle, I. Haverlík,
nakladatelství Albatros 1978

26. Internetové zdroje:


http://www.aldebaran.cz
http://fyzweb.cz
http://www.youtube.com
encyklopedie – wikipedie
http://www.physics.isu.edu/radinf/properties.htm
http://geologie.vsb.cz/loziska/suroviny/vyuziti_radioaktivnich.html
http://www.cez.cz/edee/content/microsites/nuklearni/index.htm
www.jreichl.com/fyzika/vyuka/vyuka.htm
http://www.ian.cz/index.php
http://mynasadata.larc.nasa.gov/ElectroMag.html
http://www.army.cz/images/id_8001_9000/8753/radar/k21.htm
http://www.osel.cz/index.php?kat=2
http://radek.jandora.sweb.cz/f11.htm
http://www.scienceminusdetails.com/2011/03/what-is-nuclear-radiation-and-howcan.html
English     Русский Правила