ŽDU

Ako veci vidíme

Skutočnosť, že vidíme a vnímame predmety okolo nás, je daná tým, že naše oko zachytáva svetelné lúče a dokáže ich spracovať. Svetlo nám umožňuje vidieť vďaka jeho trom vlastnostiam:

  1. Svetelný lúč sa šíri prostredím (vzduchom, vodou, sklom) po priamke. Dôsledkom tejto vlastnosti svetla je aj vznik tieňov za predmetmi.
  2. Na rozhraní dvoch priehľadných prostredí mení smer šírenia sa (hovoríme, že sa láme). Preto sa nám predmety sčasti ponorené do vody zdajú akoby zalomené.
  3. lom svetla Obr. 1 Lom svetla
  4. Na povrchu lesklých telies sa odráža jedným smerom a na povrchu matných telies sa odráža do všetkých smerov ( rozptyľuje).

Neskutočný obraz predmetu

Naše oko vníma veci okolo nás práve vďaka lúčom, ktoré sa odrážajú od jednotlivých predmetov. Aby sme nejaký predmet videli, musí oko zachytiť nie-ktoré lúče prichádzajúce od predmetu a na sietnici vytvoriť jeho obraz. Ak sa však vytvorí obraz na základe lúčov prichádzajúcich napríklad od zrkadla, nevnímame skutočný predmet, ale len jeho odraz v zrkadle, preto hovoríme o neskutočnom, tzv. virtuálnom obraze predmetu.

zrkadlo Obr. 2 Neskutočný obraz predmetu

K takýmto virtuálnym obrazom patrí aj fatamorgána. U nás sa najčastejšie pozoruje v letných horúcich dňoch, kedy sa nám niekedy zdá, že na rozpálenej vozovke pred nami je akoby kaluž, ktorú nikdy nemôžeme dostihnúť. Tento obrazec vytvárajú lúče prichádzajúce k nám z oblohy nízko nad obzorom. V prehriatom vzduchu nad vozovkou sa lúče akoby ohnú, takže pozorovateľ má pocit, že prichádzajú od vozovky. Modrá farba zdanlivej kaluže je daná modrou farbou oblohy.

fatamorgána Obr. 3 Fatamorgána

Optické prístroje

Vlastnosť lomu svetelných lúčov pri prechode cez priehľadný materiál (napr. sklo) využívame najmä v prípadoch, keď potrebujeme nejaké predmety zobraziť zväčšene alebo zmenšene. Na tento účel nám slúžia šošovky. Pomocou nich dokážeme zostrojiť rôzne prístroje, ako ďalekohľad, kameru, mikroskop alebo fotoaparát. Aj vďaka tomu zväčšeniu/zmenšeniu sa i do malého fotoaparátu "zmestí" veľký strom.

fotoaparát Obr. 4 Spôsob zorrazovania fotoaparátu

Medzi najjednoduchšie optické prístroje zostrojené pomocou šošovky patrí lupa. Je to vlastne jediná šošovka, ktorá slúži na zväčšenie malých predmetov. Šošovka však nemusí byť vyrobená len zo skla, môžeme si ju vyrobiť napríklad aj pomocou vody.

lupa Obr. 5 Zobrazenie lupou

A čo naše oko?

Ľudské oko sa skladá z rohovky, očného svalu, šošovky a sietnice. Svetelné lúče odrazené od pozorovaného predmetu prechádzajú rohovkou a pomocou šošovky sa sústreďujú na sietnici, kde sa vytvára obraz predmetu.

oko Obr. 6 Zobrazovanie okom

Ten je potom pomocou nervu prenesený do mozgu.

z oka do mozgu Obr. 7 Prenos zobrazeného predmetu do mozgu

Zjednodušene si to môžeme predstaviť ako prenos obrázku z digitálneho fotoaparátu do počítača. Niekedy však očná šošovka nefunguje tak ako má a obraz predmetu sa vytvára buď pred sietnicou alebo za ňou - hovoríme o krátkozrakosti alebo ďalekozrakosti. V takom prípade potrebujeme náhradnú šošovku, ktorá nám pomôže vidieť veci ostro - okuliare.


Je svetlo naozaj biele?

Napriek tomu, že sa nám slnečné svetlo alebo svetlo zo žiarovky javí ako biele, obsahuje celú škálu farieb. Možno sa o tom jednoducho presvedčiť rozkladom svetla na sklenenom hranole alebo pomocou pohára s vodou. V prírode sa s rozkladom svetla bežne stretávame v podobe dúhy, ktorá vzniká rozkladom slnečného svetla na dažďových kvapkách.

dúha Obr. 8 Dúha

V skutočnosti však stačia na získanie všetkých farieb tieto tri - červená, žltá a modrá. Tieto farby považujeme za základné a jednotlivé farby a ich odtiene dostávame ich zmiešaním v rôznych pomeroch. V praxi sa môžeme ešte stretnúť so systémom farieb RGB - červená (red), zelená (green) a modrá (blue), ktorý sa používa hlavne v televízoroch a monitoroch.


Zoznam praktických ukážok:


  1. O priamočiarom šírení sa svetla sa možno presvedčiť pomocou laserového lúča, ktorý zviditeľníme napríklad pomocou rozprašovača.
  2. laser Obr. 9 Pokus s laserom
  3. Tieň za predmetmi vzniká ako dôsledok priamočiareho sa šírenia svetla. Predmet tvorí prekážku v ceste svetelným lúčom, takže sa zaň nedostanú. Čím je predmet bližšie k zdroju svetla, tým viac svetelných lúčov zachytáva a tým je jeho tieň väčší.
  4. tieň Obr. 10 Vznik tieňa
  5. Lom svetla na rozhraní dvoch prostredí možno ukázať pomocou laserového lúča a hranola, ktorého steny zvierajú rôzne uhly.
  6. lom Obr. 11 Lom svetla
  7. Ak ponoríme slamky v pohári s vodou na rozhraní voda - vzduch sa nám javia ako zlomené. Podobne, ak sa pozrieme na slamky cez sklený hranol, slamky vyzerajú, akoby boli dvakrát prelomené. Je to spôsobené zmenou smeru šírenia sa svetelného lúča na rozhraní dvoch odlišných prostredí, resp. na stenách hranola, ktoré zvierajú istý uhol.
  8. hranol Obr. 12 obrazovanie hranolom
  9. Prechod lúča cez prostredia vzduch - voda - vzduch môžeme pozorovať pomocou kartónovej škatule s dvoma štrbinami, v ktorej je na osi štrbín položený pohár s vodou. Vidieť, ako nádobka s vodou ohýba svetelné lúče. Vysvetlenie tohto javu je nasledovné: Keď svetelné lúče nedopadajú na zakrivený povrch pohára kolmo, menia pôvodný smer. Keď lúče prejdú nádobkou a znova sa vracajú do vzduchu, opäť sa ohnú.
  10. ohyb svetla Obr. 13 Ohyb svetla
  11. Rozptyl a odraz svetla na predmetoch môžeme pozorovať pomocou zrkadla, kriedy, laserového lúča a hárka papiera, ktorý použijeme ako tienidlo. Lúčom najskôr zasvietime na zrkadlo. Lúč sa od zrkadla odrazí a na papieri sa nám objaví jasný svetelný bod. Ak ale lúč namierime na kriedu, na papieri sa nám objaví slabý svetelný kruh. To znamená, že lúč sa na povrchu kriedy rozptýlil do všetkých smerov.
  12. rozptyl Obr. 14 Rozptyl a odraz svetla
  13. Ukážka zobrazovania predmetu pomocou šošovky vyrobenej z dvoch hodi-nových sklíčok naplnených vodou.
  14. Princíp fotoaparátu možno ukázať pomocou camery obscury, ktorú si vyrobíme z dvoch umelohmotných pohárikov a priesvitného papiera.
  15. Šošovka nemusí byť výlučne len zo skla, môžeme sa o tom presvedčiť výrobou lupy pomocou vody. Do umelohmotného pohárika vložíme malé predmety, prikryjeme celofánom a na vrch nalejeme trochu vody. Vidíme, že voda predmety na dne pohárika zväčšuje.
  16. šošovka Obr. 15 Vytvorenie šošovky
  17. Klasický rozklad svetla dostaneme pomocou skleneného hranola, cez ktorý necháme prechádzať lúč "bieleho" svetla. Hranol rozloží toto svetlo na celú škálu farieb. Hovoríme o vzniku spektra.
  18. Rozklad svetla môžeme získať aj pomocou nádoby s vodou, baterky, zrkadla a hárka papiera, ktorý využijeme ako tienidlo. Do nádoby s vodou vložíme zrkadlo, oprieme ho o jednu stranu nádoby a baterkou osvetlíme tú časť zrkadla, ktorá je pod vodou.
  19. rozklad svetla Obr. 16 Rozklad svetla
  20. Bielu farbu vieme teda dostať zmiešaním farieb dúhy. Presvedčíme sa o tom pomocou rýchlo sa točiaceho pestrofarebného kotúča.
  21. farebný kotúč Obr. 17 Vznikne zložením farieb kotúča biela farba?
  22. Mnohé farby vyrábané priemyselne sú v skutočnosti zmesami iných farieb. Presvedčiť sa o tom môžeme pomocou fixiek a pijavého papiera. Na papier, ktorého spodný okraj ponoríme do vody, namaľujeme rôzne farebné bodky. Keď voda vsiakne do papiera až dohora, rozpustí farbivo. Keďže rôzne farby sa po papieri pohybujú rôznymi rýchlosťami, vytvoria sa farebné pásy. a
  23. fixky a papier Obr. 18 Pokus s fixami a pijavým papierom


    Naspäť