Základní škola Emila Zátopka Zlín, příspěvková organizace, Štefánikova 2701, 761 25 ZlínEU PENÍZE ŠKOLÁM

OP VK- 1. 4. Zlepšení podmínek pro vzdělávání na základních školáchČíslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.1395

Název projektu: Škola a sport

VY_32_INOVACE_346

Autor DUM: Irena Heimová

Datum (období), kdy byl materiál vytvořen: duben 2013

Ročník, pro který je materiál vytvořen: 9. ročník

Vzdělávací oblast, obor, tematický okruh, téma: Člověk a příroda, fyzika, světelné jevy

Anotace-metodický list: Žáci získají představu o lomu světla v optických čočkách. Rozeznají dva základní typy čoček – spojky a rozptylky, umí určit jejich odlišné vlastnosti. Seznámí se u obou čoček s ohniskem a ohniskovou vzdáleností. Prezentace vytvořená v programu PowerPoint.

Materiál je určen pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Jakékoliv další využití podléhá Autorskému zákonu.

Čočky

• Čočky, stejně jako zrcadla, patří do běžného života. • Někdo nosí brýle, jiný zase fotografuje nebo používá

videokameru nebo se dívá dalekohledem na hvězdy. • Při všech těchto činnostech a při mnoha dalších se

potkáváme s čočkami. • Zároveň si mnozí z vás vzpomenou na scénu

z Pekařova císaře, kde astronom Tycho Brahe žádá Rudolfa II. o čočku – a dostane luštěninu.

• Čočka v optice sice vypadá podobně jako zmíněná luštěnina, ale na rozdíl od ní neroste na žádném poli a je vyrobena z průhledného skla nebo plastu.

• Čočkou tedy budeme nazývat každé homogenní průhledné těleso ohraničené buď dvěma kulovými plochami nebo jednou kulovou a jednou rovinnou plochou

• Nás bude hlavně zajímat, jak dochází k vytvoření obrazu, jak jej můžeme sestrojit a následně také výpočty určit polohu a vlastnosti obrazu.

• Zobrazení pomocí čoček využívá zákonů paprskové optiky:– zákona přímočarého šíření světla – zákona lomu světla

• Proto také u čoček mluvíme o zobrazení lomem.

• Stejně jako u zrcadel zanedbáme pro zjednodušení vlnové vlastnosti světla.

a) dvojvypuklá čočka, b) ploskovypuklá čočka, c) dutovypuklá čočka,d) dvojdutá čočka, e) ploskodutá čočka, f) vypuklodutá čočka.

Druhy čoček

Čočky, které jsou uprostřed nejširší (na obrázcích a–c), nazýváme spojky

Čočky, které jsou uprostřed nejtenčí (na obrázcích d – f), nazýváme rozptylky.

Rozdělení čoček– Spojné čočky (spojky) – sbíhavé lomené paprsky

– Rozptylné čočky (rozptylky) – rozptýlené lomené paprsky

dvojvypuklá spojka, dvojdutá rozptylka

Na rozdíl od kulových zrcadel jsou u čoček dva středy křivosti C, dvě ohniska F, dva vrcholy V. Navíc je zde další význačný bod – optický střed čočky, který označujeme O. Ohnisko, které se nachází ve stejné části prostoru jako předmět, označujeme jako předmětové ohnisko (F1), druhé ohnisko označujeme jako obrazové (F2)

dvojvypuklá spojka, dvojdutá rozptylka

Vzdálenost předmětového ohniska od optického středu čočky se nazývá předmětová ohnisková vzdálenost (f1),Vzdálenost obrazového ohniska od optického středu se nazývá obrazová ohnisková vzdálenost (f2). V některé literatuře se předmětové ohnisko označuje F a obrazové ohnisko F´.

Vždy platí:Spojka má obě ohniska skutečná, rozptylka má obě ohniska neskutečná!

• Při vytváření obrazu dochází ke dvěma lomům světla – na každém rozhraní.

• Proto si vypomůžeme určitým zjednodušením – budeme používat tzv. tenké čočky – čočky, jejichž tloušťka se blíží k nule a obě lámavé plochy téměř splývají.

Spojka - popis

F1 – ohnisko předmětovéF2– ohnisko obrazovéS – střed tenké čočky

F2F1

prostor předmětový prostor obrazový

směr paprsků

S o

Význačné paprsky spojky

Paprsek rovnoběžný s opt. osou se po průchodu spojkouláme do ohniska.

F1 F2o

1)

S

2)

Paprsek směřující do ohniska F1 se po průchodu spojkou láme rovnoběžně s opt. osou.

FF2F1

oS

3)

Paprsek směřující do středu spojky po průchodu neměnísvůj směr.

F1 F2

S

o

Komplet

F1 F2oS

Rozptylka

F1 – ohnisko předmětovéF2– ohnisko obrazovéf – ohnisková vzdálenostS – střed čočky

F1F2

prostor předmětový prostor obrazový

směr paprsků

S o

f f

Význačné paprsky rozptylky1)

Paprsek rovnoběžný s opt. osou se po průchodu rozptylkouláme jakoby do ohniska F2.

F2 F1oS

2)

Paprsek směřující do ohniska F1 se po průchodu rozptylkou láme rovnoběžně s opt. osou.

F2F1

oS

3)

Paprsek směřující do středu rozptylky po průchodu neměnísvůj směr.

F2F1

S

o

Komplet

F2 F1

S

o

Na závěr

• Brýle užívají lidé ke čtení od konce 12. století (lorňon, monokl, skřipec, cvikr)

• Základy nauky o zobrazení čočkami a o jejich užití v praxi popsal ve své knize Dioptrika už v roce 1611 významný astronom Johanes Kepler

Optická mohutnost• Někdy se místo ohniskové vzdálenosti používá optická

mohutnost čočky• Její jednotkou je dioptrie • Čím je ohnisková vzdálenost menší, tím je je optická

mohutnost spojky větší• Spojka s ohniskovou vzdáleností 1 metr má optickou

mohutnost 1 dioptrie• Má-li spojka ohniskovou vzdálenost např. 0,25 metru, je její

optická mohutnost 4 dioptrie• Optická mohutnost rozptylek se rozlišuje znaménkem minus

fD 1

Jaká je optická mohutnost čočky s ohniskovou vzdáleností 0,1 metr?

10 dioptrií

Zdroje• http://www.gymhol.cz/projekt/fyzika/05_cocky/05_cocky.htm