Lom a odraz světla
Přihlásit se
Lom a odraz světla (1/6) · 4:25

Lom světla ve vodě Proč slámka ve sklenici vody vypadá jako ohnutá

Navazuje na Vlnění a zvuk.
Ještě než se pustíme do příkladů na Snellův zákon, což je v podstatě záležitost matematiky, pokusíme se pochopit, proč tahle slámka vypadá na tomto obrázku ohnutá. K tomu mě nechte nakreslit zjednodušenou verzi tohoto obrázku. Tohle je boční profil poháru nebo sklenice. To nejlepší, co dokážu nakreslit. A nyní samotnou slámku. Nejdříve nakreslím slámku tam, kde doopravdy je. Přichází z boku sklenice a ve skutečnosti se neohýbá, ale jde až na dno sklenice, přesně takhle. A potom nahoru takhle. Pak jde mírně nad. A později se opravdu ohne. Ale to není podstatné pro to, o čem se chceme bavit. V tomhle videu bych rád mluvil o tom, proč, když se na ni podíváme odtud, proč se slámka jeví jako ohnutá. Všechno to vychází z lomu světla. Když světlo ze slámky tady dole přechází z jednoho prostředí do druhého. Již víme z indexu lomu, nebo prostě jen tak, že se světlo pohybuje pomaleji ve vodě než ve vzduchu. Pomaleji ve vodě a rychleji ve vzduchu. Nyní se zamysleme nad tím, co se stane. Nakreslím 2 paprsky vycházející z tohoto bodu na slámce. Jeden nakreslím tady, zvolím libovolný směr, například takto. Nyní, co se stane při přechodu z opticky řidšího, do opticky hustšího prostředí? Jde pod mírným úhlem, takže levá strana paprsku vejde na vzduch dřív než pravá. A použitím příkladu s autem se zamysleme, kterým směrem se světlo bude lámat. Takže pokud si to představíte jako auto (někdo si představuje pochodovou skupinu), tak se levá strana skupiny dostane ven dříve než pravá a začne se pohybovat rychleji, takže paprsek se začne pohybovat doprava. Nyní udělejme další paprsek vycházející ze stejného bodu. Přesně podél slámky, takže další paprsek přesně takhle také zatočí doprava. Nyní, pokud je něčí oko přímo tady. Můžeme nakreslit i nos a všechno ostatní. Pokud se dívá dolů, kde vidí tyhle dva paprsky? Předpokládejme, že oko je dost velké a zachytí oba paprsky. Odkud tyto paprsky zdánlivě vychází? Pokud jdete zpět po obou paprscích a pokud předpokládáte, že je zde přímka – to je to, co dělají naše oči a mozek – pokud předpokládáte, že ať už tento paprsek směřuje kamkoli, je to směr, ze kterého přišel. A to samé platí pro tento purpurový. Pozorovateli by se zdálo, že tento bod na slámce je ve skutečnosti přímo zde. A pokud byste tohle udělali i pro další body, potom by tento bod na slámce ve skutečnosti směřoval přímo sem. Vypadalo by to, jakoby tento bod na slámce byl ve skutečnosti přesně zde. Takže tomuto pozorovateli by se slámka jevila takto. Vypadala by ohnutá. I přes to, že světlo jde odtud nahoru a vychází ven, lom způsobí, že při zpětném promítnutí se to sbíhá zde. Stejně jako u prvního bodu. Světlo z tohoto bodu se při přechodu ven láme. Pokud byste šli zpět v jejich nových směrech, dostali byste se sem, takže pro tohoto pozorovatele by se tento bod na slámce objevil přesně tady i přesto, že světlo je vyzařováno tady zespod. A to je důvod, proč slámka ve skutečnosti vypadá ohnutá. Takže vše je to vlastně jen kvůli lomu světla při přechodu z opticky řidšího do hustšího prostředí. Snad to pro vás bylo zajímavé. V dalším videu uděláme pár příkladů na Snellův zákon, abychom si vše ujasnili i matematicky.
video