ELEARNING.SK | PR SPRÁVY | GSGROUP | NAJDES.SK | BRIGÁDY, PRÁCA | GLOBALOFFICE.SK | REGISTRAČNÉ VIRTUÁlNE SÍDLO FIRMY | MINCE | CMS | ESHOP | TESTIVA
Prihlásenie:
>Staňte sa redaktorom eQuark.sk

eQuark.sk

Anketa

Ak by ste o tom mohli rozhodnúť práve vy, zaradili by ste Pluto opäť medzi planéty?

Quark

Prečo svet vyzerá z vody inak?

12.8.2008 11:54:00 | * q
| Počet zobrazení: 2805x

Odpovedá Peter Kluvánek,

Katedra fyziky ÚPHV Trenčianskej univerzity A. Dubčeka

 

Na príčine je lom svetla pri jeho prechode medzi vzduchom a vodou. Každý si určite všimol, že slamka sa po vložení do pohára s vodou zdá byť ohnutá na hladine vody. Fyzicky sa s ňou pri tom nič nestane. Jej zdanlivé zahnutie je dôsledkom lomu svetla. Matematickým vyjadrením lomu svetla na rozhraní dvoch prostredí je Snellov zákon (objavil ho v roku 1621 holandský matematik Willebrord Snell) . Ak svetlo prechádza z prostredia s menším indexom lomu do prostredia s indexom lomu väčším (čiže do prostredia, v ktorom sa svetlo šíri pomalšie), bude uhol lomu menší ako uhol dopadu. Snellov zákon má veľmi zaujímavý dôsledok v prípade, ak sa svetlo šíri z opticky hustejšieho prostredia (čím hustejšie prostredie, tým väčší index lomu) do prostredia opticky redšieho – platí n1 > n2. V praxi sa to stáva napríklad pri prechode svetla z vody do vzduchu. Matematika však nepripúšťa lom lúčov pre hodnoty uhla dopadu väčšie než istý kritický uhol. Fyzikálne to znamená, že prichádza k totálnemu odrazu svetelného lúča na rozhraní prostredí. Lúč potom neprenikne do opticky redšieho prostredia, ale odráža sa späť do prostredia opticky hustejšieho. Pri takomto odraze platí, že uhol dopadu je rovnaký ako uhol odrazu. V prípade vody a vzduchu nemôže byť uhol lomu väčší než 48,75 °.
Predstavme si človeka pod vodou pozerajúceho sa na hladinu. Na obrázku je znázornená cesta vybraných lúčov do jeho oka. Čiarkovaný lúč mu do oka nedopadne, podobne ako mnoho iných lúčov sponad hladiny. Ako sa postupne pozerá smerom od osi AB, vidí lúče pochádzajúce zo vzduchu so stále väčším uhlom dopadu. Pri určitom uhle β sa už pozerá na lúč dopadajúci pod uhlom 90 ° (prechádza tesne po hladine) lámajúci sa pod kritickým uhlom αk = 48,75 ° (lúč 3). Lúče, dopadajúceho do oka pozorovateľa pod uhlom väčším než β pochádzajú z úplného odrazu od rozhrania voda/vzduch (lúč 4). Neprechádzajú teda zo vzduchu do vody, len sa odrážajú od hladiny z vody späť do vody – dochádza k ich úplnému odrazu. Pri otáčaní obrázku okolo osi AB dostaneme odraz a lom lúčov aj pre iné smery v priestore. Konečný výsledok je taký, že všetky lúče, prechádzajúce zo vzduchu do vody (čiže vlastne celý svet nad hladinou), vidí človek pod vodou sústredené do kužeľa s vrcholovým uhlom 2αk = 97,5° (na obrázku je znázornený ako zelený trojuholník). Jeho prienik s hladinou vody je kružnica. To, čo vidieť okolo tejto kružnice, vzniká odrazom lúčov pochádzajúcich z vody. Na hladine je preto možné vidieť odraz stien bazéna, prípadne jeho dno, v závislosti od konkrétneho umiestnenia pozorovateľa v bazéne.
S využitím geometrie, Snellovho zákona a so základnou znalosťou správania sa indexu lomu môžeme vysvetliť aj iné optické úkazy. Napríklad dúhu, ktorá vzniká rozkladom svetla na vodných kvapkách. Pri vhodných podmienkach môžeme vidieť dokonca dva oblúky dúhy nad sebou. Ten druhý vzniká pri dvojnásobnom odraze svetelných lúčov v kvapke.
Počas slnečných dní možno vidieť nad asfaltkami fatamorgánu. Zdá sa, akoby na asfalte bola voda. Pri priblížení však zistíme, že cesta je suchá. V skutočnosti vidíme na zahriatom asfalte odraz oblohy. Keďže k odrazu oblohy dochádza v prírode najčastejšie na vode, náš mozog si automaticky spojí odraz oblohy na asfalte s kalužou. Vtip je v tom, že zahriaty vzduch nad cestou je redší ako chladnejší okolitý vzduch a má preto menší index lomu. Pri vhodných geometrických podmienkach dochádza k úplnému odrazu lúčov z oblohy na vrstve teplého vzduchu nad cestou. To tiež vysvetľuje, prečo táto fatamorgána „uteká“ pred pozorovateľom – k úplnému odrazu môže dôjsť len pri kritickom uhle a ten nastáva pri vhodnej vzdialenosti od miesta odrazu.

Zdieľaj článok
 
Hodnotenie: 1,93
Príspevok na titulke

Vyberte článok na titulku kliknutím na linku

 

www.brigada.sk - brigády, brigáda, práca, zamestnanie www.najdes.sk - katalóg, portál, vyhľadávač www.equark.sk - veda, výskum, technika www.uvery.sk - úvery, pôžičky, hypotéky www.elearning.sk - elearning, LMS, vzdelávanie, kurzy, elektronické vzdelávanie www.globaloffice.sk - registračné sídlo, virtuálna adresa a kancelária www.globalhosting.sk - domény, doména, webhosting, hosting www.globalweb.sk - CMS, WCMS, redakčný systém, publikačný systém www.globalshop.sk - internetový obchod, eshop, e-commerce Global Services Slovakia s.r.o. - www.gsgroup.sk, informačné systémy, portálové riešenia, intranety, web dizajn

Generuje redakčný CMS systém GlobalWeb spoločnosti Global Services Slovakia s.r.o.