Světlo XII: Optické vlákno

Podobně jako v posledních dvou dílech o laserech si i dnes budeme vysvětlovat funkci důležitých optických prvků, které se stále zdokonalují spolu s koherentními zdroji záření. Těmito prvky jsou optická vlákna a kabely. Optická vlákna jsou široce využívané v komunikační technologii a dovolují přenos dat na delší vzdálenosti a při vyšších přenosových rychlostech. Dále se mohou využívat pro přenos obrazu, nebo jen jako osvětlení. Uplatnění nalezly i ve vědeckých aplikacích pro přenos laserového světla nebo jako snímače.

[více...]

Světlo XI: Laser

V minulém díle seriálu o světle jsme si vysvětlili základní princip přístrojů pro výrobu koherentního světla tj. laser. I když lasery známe z běžného života, což je dáno jeho nesčetnými aplikacemi, je to velmi technologicky složitý přístroj. Až jeho komerční rozvoj v 80. letech minulého století dovolili snížení jeho ceny pro běžného uživatele. Rozvoj fyzikálního inženýrství na poli optiky, kondenzovaných látkách a nanotechnologii a její sériová výroba umožnila to, že se lasery vyžívají například jako ukazovátka či jako speciální efekty při hudebních vystoupeních.

[více...]

Světlo X: Koherentní zdroje záření

V desátém díle seriálu o světle se budeme věnovat velmi rozsáhlé kapitole o maserech a laserech. Jedná se o přístroje na výrobu velmi koherentního a monochromatického elektromagnetického záření, které za posledních 60let umožnily obrovský technologický pokrok optiky. Nejprve si vysvětleme, proč je důležité vyrábět koherentní zdroje záření, poté vysvětlíme fyzikální princip laseru.

[více...]

Světlo IX: Spektrografie

Spektrografie, neboli věda zkoumající spektra, nám dává velké množství fyzikálních a chemických informací o objektu, ze kterého toho spektrum pochází. Jev, kterým zjistíme chemické složení objektu, jsme popsali v minulem díle seriálu. Tam jsme se dozvěděli, že pokud rozložíme dopající viditelné světlo pomocí skleněného hranolu, nebo častěji pomocí optické mřížky, na elektromagnetické spektrum, budeme v něm pozorovat na určitých vlnových délkách tmavé čáry (na obrázku můžeme vidět polohu čar pro vodík tzv. Balmerova série). Tyto čáry jsou jedinečné pro každý prvek Mendělejevovi tabulky. Například, pozorujeme-li optickým dalekohledem hvězdu vzdálenou několik desítek světelných let a místo oka nebo fotografické desky použijeme spektrograf (přístroj na výrobu spektra), můžeme porovnáním daných výsledků se spektry naměřenými v laboratoři pro námi známé prvky určit chemické složení dané hvězdy.

[více...]

Světlo VIII: Elektromagnetické spektrum

Fyzikální vědu, která studuje vznik a vlastnosti spekter, nazýváme spektroskopie. Jí bude věnován další díl našeho seriálu. Podívejme se pečlivěji na vlastnosti pojmu spektrum. V rámci seriálu se budeme bavit o světle bavit jako o elektromagnetickém spektru. Zakladatelem a objevitelem spektroskopie je sir Isaac Newton, který pomocí skleněného hranolu rozložil bílé světlo na jednotlivé monochromatické složky (viditelné světlo o stejné vlnové délce). Tento jev lze velmi jednoduše vysvětlit. Víme, že světlo se na rozhraní dvou opticky rozdílně hustých prostředí láme (podle Snellova zákona), kde poměr sinusů úhlu dopadu a úhlu lomu je roven poměru indexů lomu obou prostředí.

[více...]

Světlo VII: Difrakce světla na “druhý pohled”

V minulém díle seriálu o světlu jsme si stručně popsali základní principy difrakce světla. Tomto sedmém díle si ukážeme aplikace a odvětví, které tuto vlastnost světla používají. Samotný fyzikální popis difrakce je založen na principu šíření světla prostorem, tedy tzv. Huygensův-Frenelův principu.  Tento popis by nám měl být schopen vysvětlit a předpovědět obraz, za libovolnou překážkou.  Matematicky využívá toho, že sčítá všechny příspěvky světla přes celou plochu překážky (plošný integrál).

[více...]

Světlo VI: Difrakce světla

V tomto díle seriálu o světle (již 6.) se budeme zabývat novou vlastností světla, a to tzv. difrakcí světla. Za český terminologický ekvivalent difrakce lze považovat ohyb světla. Toto označení však není tak příhodné, ovšem z historických důvodů se stále používá. Difrakci (ohyb) vlnění lze jednoduše vysvětlit pomoci Huygensova principu.

[více...]

Světlo V: Interference světla a jeho aplikace

V tomto dílu seriálu přímo navážeme na minulý díl vysvětlující pojem interference vlnění. Nejčastěji se s tímto jevem setkáváme u elektromagnetického vlnění (tj. světla). Ovšem zde hraje důležitou roli, o jaké světlo jde. My se budeme nejvíce zajímat o viditelné světlo (400nm až 800nm), na které je naše oko citlivé. Právě takto malá vlnová délka světla má za následky velmi specifické vlastnosti interference.
[více...]

Světlo IV: Interference vlnění

Po delší pauze se opět vrací seriál o světle a jeho fyzikální povaze. V tomto čtvrtém díle seriálu se budeme věnovat pro praxi velmi důležitému jevu, který má poměrně jednoduché vysvětlení, a to interferenci vlnění.
[více...]

Světlo III: Polarizace světa

V předchozích dílech seriálu jsme se dozvěděli, co je světlo. V tomto díle si vystačíme pouze s vlnovou povahou světla.

Pokud se mám šíří světlo, víme, že o jeho směru rozhoduje vektor elektrické intenzity E a vektor magnetické indukce B. Tyto vektory jsou na sebe vždy kolmé a směr šíření světla je na oba tyto vektory také kolmý. Vlastnost, která popisuje právě velikost a směr kmitání těchto vektorů, říkáme polarizace světla. V běžném světle směřují vektory E a B do všech směru s různou velikostí (tzv. nepolarizované světlo). Nejobecnější polarizaci říkáme eliptická polarizace, kde vektory opisují tvar elipsy. Již méně obecná polarizace je kruhová (viz. obrázek 1), kde vektory E a B opisují kružnici. Pro aplikace nejdůležitější polarizací je polarizace lineární, kde vektor E a B kmitá pouze v jednom směru.

[více...]

další strana »