Index lomu:
Vzorec indexu lomu: n = c / v — pomer rýchlosti svetla vo vákuu k rýchlosti svetla v prostredí
Vysvetlenie
n — index lomu; c — rýchlosť svetla vo vákuu, v — rýchlosť svetla v prostredí. Čím väčšie n, tým silnejšie sa svetlo láme.
Optika
oblasť fyziky, ktorá študuje svetlo: jeho povahu, šírenie, interakciu s látkou a s tým súvisiace javy
1. Základné pojmy a zákony
Zákon lomu (Snellov zákon):
Vzorec zákona lomu: n₁·sin(α) = n₂·sin(γ) — vzťah medzi uhlami dopadu a lomu svetla pri prechode medzi dvoma prostrediami s rôznymi indexmi lomu
Vysvetlenie
Vzorec popisuje zmenu smeru svetla pri prechode medzi dvoma prostrediami. α — uhol dopadu, γ — uhol lomu. Ak n₂ > n₁, svetlo sa odchyľuje k normále.
Zákon odrazu:
Vzorec zákona odrazu: α = γ — uhol dopadu svetla sa rovná uhlu jeho odrazu
Komentár
Uhol dopadu sa rovná uhlu odrazu. Odrazený lúč leží v rovnakej rovine ako dopadajúci.
2. Šošovky a optické sústavy
Rovnica šošovky:
Vzorec tenkej šošovky: 1/F = 1/d + 1/f′ — spája ohniskovú vzdialenosť šošovky so vzdialenosťou predmetu a obrazu
Vysvetlenie
F — ohnisková vzdialenosť šošovky; d — vzdialenosť predmetu od šošovky; f′ — vzdialenosť obrazu od šošovky. Vzorec umožňuje nájsť polohy obrazov.
Optická mohutnosť šošovky:
Vzorec optickej mohutnosti šošovky: D = 1/F — veličina, prevrátená k ohniskovej vzdialenosti, charakterizuje lámavú schopnosť šošovky
Vysvetlenie
D — optická mohutnosť v dioptriách; F — ohnisková vzdialenosť v metroch. Čím väčšie D, tým silnejšie šošovka láme svetlo.
Lineárne zväčšenie:
Vzorec lineárneho zväčšenia: Γ = H′ / H — pomer výšky obrazu k výške predmetu, ukazuje, koľkokrát je obraz väčší alebo menší ako predmet
Komentár
Γ — koeficient zväčšenia; H — výška predmetu, H′ — výška obrazu. Ak Γ > 1, obraz je väčší ako predmet.
3. Vlnová optika
Interferencia svetla:
Vzorce interferencie svetla: Δ = k·λ — podmienka maxima, Δ = (k + ½)·λ — podmienka minima, kde k — celé číslo, λ — vlnová dĺžka
Vysvetlenie
Δ — dráhová optická dráha vĺn, λ — vlnová dĺžka, k — číslo maxima (celé číslo). Pri celočíselnom násobku vzniká maximum, pri polovičnom — minimum. Interferencia — výsledok skladania vĺn so stabilným fázovým rozdielom.
Difrakčná mriežka:
Vzorec difrakčnej mriežky: d·sin(φ) = k·λ — podmienka maxima interferencie, kde d — perióda mriežky, φ — uhol difrakcie, k — rád maxima, λ — vlnová dĺžka
Komentár
d — perióda mriežky (vzdialenosť medzi štrbinami); φ — uhol difrakcie; λ — vlnová dĺžka; k — číslo maxima. Vzorec udáva smer maxim pri difrakcii svetla.
Závislosť vlnovej dĺžky a rýchlosti svetla od indexu lomu:
Vzorec: n = λ₁ / λ₂ = v₁ / v₂ — relatívny index lomu ukazuje, koľkokrát sa zmení vlnová dĺžka a rýchlosť svetla pri prechode z jedného prostredia do druhého
Komentár
Tento vzorec ukazuje, ako sa vlnová dĺžka (λ) a rýchlosť svetla (v) menia, keď svetlo prechádza z jedného prostredia do druhého. Index lomu (n) prostredia určuje, ako silne sa svetlo „spomaľuje“ a skracuje sa jeho vlnová dĺžka v porovnaní s vákuom. Čím väčší je index lomu, tým viac sa svetlo spomaľuje a tým kratšia sa stáva jeho vlnová dĺžka v danom prostredí.