ZVOLTE CÍLOVOU SKUPINU pro přehlednější zobrazení.

    Expozice

    Garant: 
    Bc. Kristýna Nová
    Anotace pro veřejnost: 
    Když u tohoto exponátu ponoříte do husté kapaliny spojnou čočku (lupu), přestane zvětšovat. A když ponoříte hranol, bude se zdát, jako by úplně zmizel. Čím jen to může být způsobeno?
    Anotace pro 2. stupeň ZŠ: 
    Když u tohoto exponátu ponoříte do husté kapaliny spojnou čočku (lupu), přestane zvětšovat. A když ponoříte hranol, bude se zdát, jako by úplně zmizel. Studenti se zde mohou setkat s kapalinou, která má stejnou optickou hustotu jako zmíněné optické prvky, takže zmizí rozhraní mezi nimi a kapalinou.
    Anotace pro SŠ: 
    Když u tohoto exponátu ponoříte do husté kapaliny spojnou čočku (lupu), přestane zvětšovat. A když ponoříte hranol, bude se zdát, jako by úplně zmizel. Studenti se zde mohou setkat s kapalinou, která má stejnou optickou hustotu jako zmíněné optické prvky, takže zmizí rozhraní mezi nimi a kapalinou.

    Věda a technika v pozadí

    Záhada mizejícího skla má velmi jednoduché fyzikální vysvětlení. Světlo se vždy při přechodu z jednoho prostředí do druhého láme. Důvodem je různá rychlost šíření světla v obou prostředích. Co se ale stane, když je rychlost světla v obou prostředí stejná? K žádnému lomu nedojde a navíc druhý materiál nebude vidět.

    Teorie

    Mnoha pokusy bylo zjištěno, že světlo se v látkách šíří rychlostí menší než ve vakuu (od roku 1974 se pro rychlost světla ve vakuu uvádí hodnota 2,99792458 · 108 m/s). Pomocí velikosti rychlosti (v dalším textu je použito pouze označení rychlost ve smyslu velikosti) světla v látce určujeme veličinu, kterou nazýváme index lomu látky a značíme ji n. Je–li c rychlost světla ve vakuu a v rychlost světla v látce, definujeme index lomu látky vztahem

    Index lomu látky udává, kolikrát je rychlost světla v látce menší než rychlost světla ve vakuu. Index lomu je kladné číslo větší než jedna a nemá jednotku. Pro některé látky je hodnota indexu lomu udána v tabulce.

    Látka Index lomu Látka Index lomu
    vakuum 1 led 1,31
    voda 1,33 olej 1,47 - 1,50
    sklo 1,52 diamant 2,42
    aceton 1,36 ethylalkohol 1,36
    safír 1,77 tavený  křemen 1,46
    chlorid sodný 1,54 roztok cukru (30 %) 1,38
    flintové sklo 1,65 - 1,89 roztok cukru (80 %) 1,49

    K lomu světla dochází na rozhraní dvou prostředí, proniká–li světlo z jednoho prostředí do prostředí druhého. Zdá se nepochopitelné, proč si světlo v druhém prostředí nezachovává svůj původní směr. Chování světla můžeme přirovnat k pochodující koloně vojáků, kteří narazili na hranici mezi rovinou a nepřístupným terénem. V obou prostředích musí jít kolona jinou rychlostí – v nepřístupném terénu musí zpomalit. Jestliže kolona nepůjde na rozhraní kolmo, ale pod určitým úhlem, pak vojáci v první řadě nedosáhnou této hranice současně, ale jeden po druhém. Každý voják, když se ocitne v nepřístupném terénu je nucen zpomalit a bude se tak za ostatními zpožďovat. Aby se tak nestalo, musí se část kolony, která už přešla hranici, natočit v tupém úhlu k ostatním.


    Lom světla.
    Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

    Lomem světla se zabývala řada fyziků. Lom světla jako první popsal Klaudios Ptolemaios, který sestavil tabulku s úhly lomu při určitých úhlech dopadu světelného paprsku na rozhraní vzduchu a vody. Zcela obdobnou tabulku sestavil i Willebrord Snell o čtrnáct století později. V roce 1637 použil pro stejnou tabulku funkce sinus René Descartes. Pravděpodobně ani jeden o práci druhého nevěděl. Willebrord Snell publikoval svůj vztah takto: Poměr sinu úhlu dopadu a sinu úhlu lomu je pro danou dvojici prostředí stálá veličina, která je určena podílem rychlostí světla v obou prostředích. Protože je rychlost světla v daném prostředí velké číslo, je výhodnější zákon lomu přepsat pomocí vztahu pro index lomu do tvaru.

    Kde v1 je rychlost světla v prvním prostředí, v2 rychlost světla v druhém prostředí, c rychlost světla ve vakuu, n1 a n2 indexy lomu obou prostředí. Zákon v tomto tvaru byl přijat až po roce 1850, kdy Leon Foucault změřil rychlost světla ve vodě.

    Jak se stát neviditelným.
    Zajímavost z kriminalistiky:
    Zjišťování indexu lomu skel se používá jako důkazní materiál v kriminalistice. Když pachatel rozbije okno nebo sklo výkladní skříně, rozlétnou se drobné úlomky skla a některé z nich se zachytí na jeho oděvu. V laboratoři se tyto mikroskopické úlomky seberou, vloží do kapaliny, jejíž index lomu výrazně závisí na teplotě a pozorují se mikroskopem. Změnou teploty kapaliny lze měnit její index lomu v rozmezí od 1,509 do 1,533. Jestliže index lomu kapaliny dosáhne stejné hodnoty jako index lomu skla, úlomky přestanou být viditelné. Závislost indexu lomu kapaliny na teplotě je známá z tabulek s přesností na 6 desetinných míst, a jestliže střípky mají stejný index lomu jako pachatelem rozbité sklo, pomůže to k jeho usvědčení.

    Odborné dotazy

    Rezervace a nákup vstupenek

    Recepce

    Poradíme Vám s objednáním a nákupem vstupenek.