Úplný odraz světla

12. duben 2011 | 06.00 |
› 

uplny odrazUmývali jste někdy čerstvé švestky ve vodě? Jejich povrch má totiž pod vodou zcela neobvyklou krásnou stříbrnou barvu a funguje vlastně jako zrcadlo. Podobného efektu dosáhneme, když do vody vložíme například kovovou destičku, která  má jednu stranu začerněnou od sazí nad plamenem svíčky. Z nevábně vypadající začerněné destičky se stává najednou zrcadlo. Co je příčinou tohoto překvapivého jevu?

Za všechno může úplný odraz světla (někdy bývá označován jako totální odraz). Ten nastává při přechodu světla z opticky hustšího prostředí do opticky řidšího (obvykle  např. z vody do vzduchu). Když zvyšujeme úhel dopadu světla, zvyšuje se zároveň úhel lomu. Lomený paprsek se při narůstajícím úhlu dopadu  čím dál více vzdaluje od kolmice až při jistém mezním úhlu leží tento paprsek v rovině rozhraní obou optických prostředí. Úhel lomu je teď pravý úhel. Při překročení mezního úhlu už lom světla od kolmice nenastává a paprsek se od prostředí najednou odráží zpátky.

Jak však v našem pokusu nastane situace, kdy světlo jde z opticky hustšího prostředí do opticky řidšího, když při našem pohledu do vody na ponořenou destičku je tomu právě naopak? Neuvažovali jsme, že na povrchu destičky se nachází látka, která má menší index lomu (a tedy je opticky řidším prostředím) než  voda. Tou látkou je překvapivě vzduch. A kde se tam vzal?

Při začernění destičky kouřem svíčky se na jejím povrchu drží saze. Saze jsou mastné a voda je tedy nesmáčí. Mezi vrstvou sazí a vodou v nádobě tak vzniká tenká vzduchová vrstva. Na této vzduchové vrstvě dochází pak k úplnému odrazu světla. Světlo, které prochází vodou, se na rozhraní voda - vzduch (přechod z opticky hustšího do opticky řidšího prostředí) při určitém úhlu dopadu začne úplně odrážet. Na vrstvičce vzduchu se zrcadlí  hlavně voda v nádobě a destička se proto zdá být leskle stříbrná. Po vytažení z vody je však stále špinavá a černá od sazí.

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 1.83 (6x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře