Vlnění a optika

Světlo a jeho šíření

Optika

Šířením světla a jeho vzájemným působením s látkou se zabývá optika, která patří k nejstarším fyzikálním disciplínám. Její význam souvisí s tím, že člověk získává naprostou většinu informací o okolním světě právě prostřednictvním zraku.

Světlo

Je zvláštní vlastností světla (ale i všech objektů velikostí srovnatelných s atomy), že se při pozorování chová někdy jako vlnění (např. interference), někdy jako proud částic (např. fotoelektrický jev), světlo má tedy současně chrakter vlnový i částicový.

Světlo považujeme za druh elektromagnetického (příčného) vlnění, které se šíří ve vzduchoprázdnu rychlostí přibližně 300 000 km/s (299 792,458 km/s). Tato rychlost se značí c a je důležitou fyzikální konstantou.

Vlnová délka viditelného elektromagnetického záření (světla) je od 400 do 800 nm, přičemž různé vlnové délky z tohoto intervalu vnímáme jako světlo různých barev:

http://www.dnr.sc.gov/ael/personals/pjpb/lecture/spectrum.gif

Z hlediska šíření světla v látkách (prostředí) rozlišujeme prostředí průhledná (světlo se v nich šíří bez výrazného zeslabení), neprůhledná (světlo se v nich nešíří) a průsvitná (světlo se v nich šíří, ale rozptyluje se - např. mléčné sklo).

Rychlost šíření světla v prostředích je vždy menší než rychlost světla ve vzduchoprázdnu, poměr rychlosti světla ve vzduchoprázdnu c k rychlosti v libovolném prostředí v se nazývá index lomu a značí se n:

Index lomu

Index lomu tedy udává, kolikrát se světlo v daném prostředí šíří pomaleji než ve vzduchoprázdnu, index lomu je vždy větší než jedna, jeho hodnoty nalezneme v tabulkách, např.:

Příklady indexů lomu a rychlosti světla v prostředích

Poznámka: Jestliže ve dvou prostředích platí n1<n2, pak prostředí s indexem lomu n1 označujeme za opticky řidší, prostředí s indexem lomu n2 za opticky hustší.

Otázka pro hloubavé - jaká je jednotka indexu lomu?