La optický lom Jde o jev, ke kterému dochází, když světlo dopadá šikmo na separační plochu dvou médií, takže světlo mění směr a rychlost. Je široce používán v optice a fyzice i v astronomii.
Proto se chystáme věnovat tento článek, abychom vám řekli vše, co potřebujete vědět o optickém lomu, jeho vlastnostech a důležitosti.
Co je to optický lom
Optickým lomem se rozumí přenos světelných vln z jednoho hmotného prostředí do druhého během procesu šíření a poté se okamžitě změní jejich směr a rychlost. Je to proces související s odrazem světla a může se projevovat současně.
Světlo může cestovat v hmotných médiích jako např vakuum, voda, vzduch, diamanty, sklo, křemen, glycerin a různé průhledné nebo průsvitné materiály. V každém médiu se světlo šíří různou rychlostí.
Světlo se například láme při cestování ze vzduchu do vody, kde se mění úhel a rychlost pohybu. Na jakémkoli jevu lomu světla se podílejí následující prvky:
- dopadající blesk: paprsek, který dopadá na povrch mezi dvěma médii.
- lomený paprsek: Paprsek světla, který se ohne, když se vlna pohybuje po povrchu.
- Normální: Pomyslná čára kolmá k povrchu, vytvořená z bodu, kde se setkávají dva paprsky.
- Úhel dopadu: Úhel mezi dopadajícím paprskem a normálou.
- úhel lomu: Úhel mezi lomeným paprskem a normálou.
Optický jev lomu
Když světlo dopadá na povrch, který odděluje dvě média, jako např vzduch a voda, část dopadajícího světla se odráží, zatímco další část se láme a prochází druhým prostředím.
Zatímco jev lomu platí primárně pro světelné vlny, koncepty platí pro jakékoli vlnění, včetně zvukových a elektromagnetických vln.
Huygensovy zákony, které řídí pohyb všech vln, jsou splněny:
- Dopadající, odražené a lomené paprsky leží ve stejné rovině.
- Úhel dopadu a úhel odrazu jsou stejné., rozumí se tak úhlům, které svírají dopadající a odražený paprsek kolmo k separační ploše nakreslené v bodě dopadu.
Rychlost světla závisí na médiu, kterým se pohybuje takže čím je materiál hustší, tím je rychlost světla pomalejší a naopak. Když se tedy světlo šíří z média s nižší hustotou (vzduch) do média s vyšší hustotou (sklo), světelné paprsky se lámou blízko normálu, takže úhel lomu bude menší než úhel dopadu.
Podobně, pokud paprsek světla přejde z hustšího média do média méně hustého, se bude lámat od normálu, takže úhel dopadu bude menší než úhel lomu.
Význam
Již jsme zmínili, že optický lom je fyzikální jev, ke kterému dochází při přechodu světla z jednoho prostředí do druhého s různou hustotou. Tento fenomén má velký význam v našem každodenním životě a v různých oblastech vědy a techniky.
Jedním z nejběžnějších příkladů optického lomu je tvorba duhy. Když sluneční světlo prochází vodními kapkami v atmosféře, světlo se láme a rozptyluje na různých vlnových délkách, čímž vzniká spektrum barev, které vidíme u duhy. Tento jev se také používá v optice čoček a při výrobě optických přístrojů, jako jsou čočky fotoaparátů, mikroskopy a dalekohledy.
Navíc, optický lom je zásadní pro korekci lidského zraku. Když světlo vstupuje do našeho oka, láme se rohovkou a čočkou a vytváří obraz na sítnici. Pokud oko správně neláme světlo, může způsobit problémy se zrakem, jako je krátkozrakost, dalekozrakost a astigmatismus. Kontaktní čočky korigují tyto refrakční problémy a umožňují správné lámání světla do oka.
V průmyslu se optický lom využívá při výrobě průhledných materiálů a měření koncentrace roztoků. V medicíně se optická refrakce používá k měření hustoty a lomu biologických tkání, umožňující včasné odhalení nemocí.
Bez optické refrakce, zobrazování, korekce zraku, výroby čoček a dalších optických nástrojů, detekce nemocí a mnoha dalších vědeckých a technologických pokroků, které zlepšují kvalitu našeho života, by nebylo možné.
Příklady optického lomu
Některé běžné příklady optického lomu lze nalézt v následujících jevech:
- Lžička v šálku: Když dáme lžičku do šálku čaje, vidíme, jak se drolí. Je to efekt lomu světla, který vytváří tuto optickou iluzi. Ke stejnému jevu dochází, když do vody vložíme tužku nebo brčko. Tyto zakřivené iluze vznikají v důsledku lomu světla.
- Duha: Duhy jsou způsobeny lomem světla, když prochází malými kapičkami vody suspendovanými v atmosféře. Když světlo vstupuje do této oblasti, rozpadá se a vytváří barevné efekty.
- sluneční halo: Jedná se o jev podobný duze, který se vyskytuje v určitých částech zeměkoule nebo za velmi specifických atmosférických podmínek. Ten vzniká, když se ledové částice hromadí v troposféře, lámou světlo a rozbíjejí ho, což umožňuje rozlišit barevné prstence kolem světelných zdrojů.
- Světlo se láme v diamantu: Diamanty také lámou světlo a rozdělují ho do více barev.
- Brýle a lupy: Lupy a čočky, které používáme, jsou založeny na principu lomu světla, protože musí zachytit světlo a zkreslit obraz, aby jej bylo možné interpretovat pouhým okem.
- slunce v moři: Můžeme vidět, jak sluneční světlo mění úhel a rychlost a rozptyluje se, když prochází po povrchu a ven do moře.
- Světlo skrz barevné sklo: K lomu světla dochází i přes sklo nebo krystal, který filtruje světlo a rozptyluje ho do okolí.
Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o optické retrakci a jejích charakteristikách.