Index lomu:
Vzorec indexu lomu: n = c / v — poměr rychlosti světla ve vakuu k rychlosti světla v prostředí
Vysvětlení
n — index lomu; c — rychlost světla ve vakuu, v — rychlost světla v prostředí. Čím větší n, tím silněji se světlo láme.
Optika
obor fyziky, který studuje světlo: jeho povahu, šíření, interakci s látkou a s tím související jevy
1. Základní pojmy a zákony
Zákon lomu (Snelliův zákon):
Vzorec zákona lomu: n₁·sin(α) = n₂·sin(γ) — vztah mezi úhly dopadu a lomu světla při přechodu mezi dvěma prostředími s různými indexy lomu
Vysvětlení
Vzorec popisuje změnu směru světla při přechodu mezi dvěma prostředími. α — úhel dopadu, γ — úhel lomu. Pokud n₂ > n₁, světlo se odchyluje k normále.
Zákon odrazu:
Vzorec zákona odrazu: α = γ — úhel dopadu světla se rovná úhlu jeho odrazu
Komentář
Úhel dopadu se rovná úhlu odrazu. Odražený paprsek leží ve stejné rovině jako dopadající.
2. Čočky a optické soustavy
Rovnice čočky:
Vzorec tenké čočky: 1/F = 1/d + 1/f′ — spojuje ohniskovou vzdálenost čočky se vzdáleností předmětu a obrazu
Vysvětlení
F — ohnisková vzdálenost čočky; d — vzdálenost předmětu od čočky; f′ — vzdálenost obrazu od čočky. Vzorec umožňuje nalézt polohy obrazů.
Optická mohutnost čočky:
Vzorec optické mohutnosti čočky: D = 1/F — veličina, převrácená k ohniskové vzdálenosti, charakterizuje lámavou schopnost čočky
Vysvětlení
D — optická mohutnost v dioptriích; F — ohnisková vzdálenost v metrech. Čím větší D, tím silněji čočka láme světlo.
Lineární zvětšení:
Vzorec lineárního zvětšení: Γ = H′ / H — poměr výšky obrazu k výšce předmětu, ukazuje, kolikrát je obraz větší nebo menší než předmět
Komentář
Γ — koeficient zvětšení; H — výška předmětu, H′ — výška obrazu. Pokud Γ > 1, obraz je větší než předmět.
3. Vlnová optika
Interference světla:
Vzorce interference světla: Δ = k·λ — podmínka maxima, Δ = (k + ½)·λ — podmínka minima, kde k — celé číslo, λ — vlnová délka
Vysvětlení
Δ — dráhová optická dráha vln, λ — vlnová délka, k — číslo maxima (celé číslo). Při celočíselném násobku vzniká maximum, při poločíselném — minimum. Interference — výsledek skládání vln se stabilním fázovým rozdílem.
Difrakční mřížka:
Vzorec difrakční mřížky: d·sin(φ) = k·λ — podmínka maxima interference, kde d — perioda mřížky, φ — úhel difrakce, k — řád maxima, λ — vlnová délka
Komentář
d — perioda mřížky (vzdálenost mezi štěrbinami); φ — úhel difrakce; λ — vlnová délka; k — číslo maxima. Vzorec udává směr maxim při difrakci světla.
Závislost vlnové délky a rychlosti světla na indexu lomu:
Vzorec: n = λ₁ / λ₂ = v₁ / v₂ — relativní index lomu ukazuje, kolikrát se změní vlnová délka a rychlost světla při přechodu z jednoho prostředí do druhého
Komentář
Tento vzorec ukazuje, jak se vlnová délka (λ) a rychlost světla (v) mění, když světlo prochází z jednoho prostředí do druhého. Index lomu (n) prostředí určuje, jak silně se světlo „zpomaluje“ a zkracuje se jeho vlnová délka ve srovnání s vakuem. Čím větší je index lomu, tím více se světlo zpomaluje a tím kratší se stává jeho vlnová délka v daném prostředí.