F8662 Praktikum školních pokusů 2

3 Optika a molekulová fyzika

Výsledky vašich výpočtů dovádějte do formy takové, aby mohly být přímo využitelné v experimentech podle návodu k úloze (viz výše).

Teoretický rozbor 1 - Molekulová fyzika (3C)

  1. Částicový model plynu - statistická fyzika. Rozdělení, které plyny splňují. Momenty rozdělovací funkce (rychlosti).  Vzájemná interakce částic. Rovnovážný stav a rovnovážný děj.
  2. Kinetická teorie plynů a stavová rovnice. Ekvipartiční teorém. Projevy tepelného pohybu atomů a molekul: Brownův pohyb, difúze, transfúze, osmóza. Střední volná dráha mezi srážkami.
  3. Termodynamický popis plynu, konání práce a tepelná výměna. Termodynamické věty.  Stavová rovnice ideálního plynu. Izo-děje, Stroje pracující na principu cyklu v ideálním plynu.

Teoretický rozbor 2 - Interference a difrakce (3A)

  1. "Čistá interference" čili interference dělením amplitudy. Odvození interferenčního vztahu pro intenzitu světla. Výpočet dráhového rozdílu, odraz na hustším a řidším prostředí. Konkrétní realizace interference dělením amplitudy - proužky stejné tloušťky a stejného sklonu - teoretický rozbor konkrétních situací (tenká vrstva, Newtonova skla, klíny...)
  2. Interference dělením vlnoplochy. Rozdíly mezi touto interferencí a interferencí dělením amplitudy. Vliv koherence. Řešení pro konkrétní systémy - Fresnelovy hranoly, dvojčočky, dvojštěrbina. Téma má přesah do difrakce. Laser a holografie.
  3. Difrakce čili ohyb světla. Příčiny vzniku jevů. Difrakce Fraunhoferova a Fresnelova. Výpočty konkrétních příkladů, jejich přenositelnost na střední školu. Situace, kdy se vyskytuje interference i difrakce najednou - rozbor interferenčního obrazce na mřížce (vliv počtu otvorů, šířky otvorů, jejich vzájemné vzdálenosti).  Simulace viz: https://www.geogebra.org/m/pgswd5at

Teoretický rozbor 3 - Polarizace a dvojlom (3B)

  1. Totální odraz a optický kontakt. Podmínky, které musí být splněny, aby totální odraz nastal, rovnice, které ho popisují. Praktické aplikace totálního odrazu - matematický rozbor konkrétních příkladů. Metody měření indexu lomu související s totálním odrazem a zákonem lomu. Optický kontakt.
  2. Polarizace odrazem a děje na rozhraní dvou prostředí. Jak se mění intenzita odraženého a prošlého světla v závislosti na úhlu dopadu. Polarizace světla odrazem a mnohonásobným lomem. Optická stáčivost. Vliv komplexní části indexu lomu na odrazivost a polarizaci odraženého svazku.
  3. Polarizace a dvojlom. Polarizace světla Rayleighovým rozptylem, určení směru propustnosti polarizačního filtru. Jiné principy, jak získat lineární polarizované světlo, než je rozptyl a odraz. Dvojlom přirozený a umělý - mechanizmy, které mohou způsobovat anizotropii optických materiálů. Principy přístrojů kolem nás - displeje mobilů, televizní obrazovky apod. Pokusy s dvojlomem pro střední školu.



Další materiály ke studiu

Následující