Výukové materiály

V paprskové optice jsme se zabývali optickým zobrazováním (zrcadly, čočkami a jejich soustavami). Předpokládali jsme, že se světlo šíří přímočaře podle zákona přímočarého šíření světla. Ve skutečnosti je ale šíření světla, podobně jako šíření zvukového vlnění, ovlivněno jeho vlnovými vlastnostmi.


www.gvp.cz, www.jiast.cz, www.twitpic.com

V následujícím článku je uvedeno několik opravdu významných fyziků, kteří se zasloužili o velmi důležité objevy a rozvoj fyzikálních poznatků.
Jsou zde uvedeni ti, o kterých by měl vědět snad každý z nás.


www.wikipedia.org

Co je to hygiena osvětlení? Kvůli proměnlivosti prostředí vždy hovoříme o takzvaném „hygienicky přijatelném kompromisu,“ což je stav mezi tím, co nám dovolí technika a ekonomika naší společnosti a mezi ideální zrakovou pohodou na druhé straně. Při denním pobytu ve svých bytech, rodinných domech a na pracovištích přitom potřebujeme často doplnit přirozené denní světlo světlem umělým, umělé osvětlení prostor není určené jen pro část dne od soumraku do svítání.


www.fyzweb.cz

Vesmír obsahuje vše, co existuje, od nejmenších subatomových částic po supergalaxie (největší známé struktury). Nikdo neví, jak velký je vesmír, ale astronomové odhadují, že obsahuje desítky biliónů galaxií. Podle nejznámější teorie nazývané Big Bang - Velká exploze či Velký třesk - vesmír vznikl přibližně před 10 miliardami roků


www.vedaprovsechny.cz, www.astro.cz

Laser je tvořen aktivním prostředím, rezonátorem a zdrojem energie.
Zdrojem energie, který může představovat například výbojka, je do aktivního média dodávána ("pumpována") energie. Ta energeticky vybudí elektrony aktivního prostředí ze základní energetické hladiny do vyšší energetické hladiny, dojde k tzv. excitace. Takto je do vyšších energetických stavů vybuzena většina elektronů aktivního prostředí.


www.wikipedia.org, www.lasery.wz.cz

Vhodíme-li na klidnou vodní hladinu kámen, hladina se jeho dopadem rozkmitá a z místa rozruchu se začnou šířit kruhové vlny. Jako vlnění označujeme šíření kmitavého rozruchu prostředím. Vlněním se přenáší pouze energie, částice kmitají, ale nepřemísťují se, kmitají kolem své rovnovážné polohy. Důkazem je např. plovoucí listí na rozvlněné hladině vody. Po hladině se sice šíří vlny, ale listí zůstává na místě (platí to samozřejmě jen pro malé vlnky). Místo, z něhož se rozruch šíří, se nazývá zdroj vlnění.


http://www.techmania.cz,
http://www.islandsoft.cz,                                RNDr.Oldřich Lepil: Fyzika pro střední školy, PROMETHEUS 9421083

Částice elementární , nejjednodušší, dále nedělitelné elementy struktury hmoty, tj. základní kvanta hmoty. Obsah pojmu elementární částice historicky závisí na úrovni fyzikálního poznání struktury hmoty. Do začátku 20. stol. byly za elementární považovány atomy chemických prvků uspořádaných v Mendělejovově periodickém systému. Po objevu elektronu (1897) a atomového jádra (1911) se na začátku 30. let 20. stol. prokázalo, že i jádra atomů jsou dále složena z nukleonů: protonů a neutronů.


www.cojeco.cz,
Encyklopedie fyziky, Martin Macháček, Mladá fronta

Zde uvádíme vzorové příklady s řešením. Tyto příklady zahrnují téma Optika.


Oldřich Lepil, Sbírka testových úloh,Prometheus, 2000

Zkusme se rozhlédnout po blízkém vesmírném okolí – po Sluneční soustavě, abychom zjistili, jaký vlastně náš Měsíc je. Nahlédneme-li do tabulek, zjistíme, že většina planet nějakou tu oběžnici vlastní. Zásluhou neuvěřitelně pilných sond Voyager, Galileo a Cassini jsme se ale dozvěděli, že náš Měsíc patří spíše k fádnějším satelitům.


www.astronomie.cz, wikipedia.org

Měření vzdáleností je v Astronomii odvěkým problémem. Po dlouhou dobu nebyli astronomové schopni přenést dvourozměrnou klenbu (hvězdnou oblohu) do trojrozměrného prostoru. Hvězdy „promítající se“ na hvězdnou sféru a tvořící souhvězdí totiž mohou být od sebe velmi daleko (viz obr.). Pouze z našeho pohledu se jeví jako sobě blízké. Na počátku astronomických měření byli tehdejší astronomové schopni měrit pouze úhly mezi hvězdami.


www.galaxie.web2001.cz, www.wikipedia.org

Hvězdy mají téměř kulovitý tvar (musíme dbát i na odstředivou sílu, která vzniká samotnou rotací hvězdy), ve kterém je udržuje gravitace. Hvězdy představují dominantní složku svítící hmoty ve vesmíru. Gravitačně jsou vázány v galaxiích. Jedna galaxie jich čítá kolem 100 miliard. Silnější vazby se vyskytují v hvězdokupách.


Vanýsek, V.: Základy astronomie a astrofyziky, Academia, Praha1980
Šolc, M.; Švestka, J., Vanýsek, V.: Fyzika hvězd a vesmíru, Státní pedagogické nakladatelství, Praha 1983
www.wikipedia.org

Jádra některých nuklidů jsou nestabilní a bez vnějšího zásahu se samovolně přeměňují za současného vysílání ionizujícího (radioaktivního) záření. Tomuto jevu říkáme radioaktivita. Přeměny jader mohou probíhat také u stabilních nuklidů, je k tomu však nutný vhodný vnější zásah. Přeměny jader vyvolané vzájemným působením (srážkami) s jinými jádry nebo částicemi nazýváme jaderné reakce, při nichž mohou vzniknout jádra úplně jiných prvků. Vhodnými jadernými reakcemi se například vyrábějí umělé radionuklidy pro využití v průmyslu nebo v medicíně


M. Macháček, Encyklopedie fyziky, vydala Mladá fronta, první vydání, 1994, ISBN 80–204–0237–3
www.cez.cz

Radioaktivita je fyzikální jev, při kterém je do okolí emitováno radioaktivní záření. Toto záření není člověkem přímo vnímáno smysly, ale může člověka velmi negativně ovlivnit. Rozhodující pro míru negativních dopadů je nejen intenzita záření a jeho druh, ale hlavně celková dávka odpovídající mimo jiné době, po kterou je člověk záření vystaven.


http://www.fyzweb.cz

V obalu atomu existuje jeden či více elektronů. Každý elektron může existovat v určitém stavu, který je dán :
a) energií
b) prostorovým útvarem výskytu elektronu, který má svůj tvar, velikost a orientaci


www.wikipedia.org
www.stavbaatomu.wz.czm

Atom je nejmenší část hmoty. Skládá se z částic, které tvoří jednak atomový obal a označují se jako elektrony a jednak jádro atomu a ty se označují jako nukleony (protony a neutrony). Jelikož je atom celkově elektricky neutrální, musí být počet protonů s jednotkovým kladným nábojem stejný jako počet nositelů jednotkového záporného náboje, tedy elektronů v atomovém obalu.


www.fyzikaonline.cz/wp-content/uploads/Model-atomu.ppt,
cs.wikipedia.org/wiki/Atomové_spektrum

Jedna látka se může vyskytovat jako plynná, kapalná nebo pevná. Tyto tři stavy téže látky nazýváme skupenství plynné, kapalné a pevné. Změnou skupenství rozumíme fyzikální děj, při němž se mění skupenství látky.


http://www.techmania.cz
http://radek.jandora.sweb.cz
http://www.fyzika.jreichl.com

Při tepelné výměně dochází ke změně vnitřní energie soustavy. Chladnější těleso zvyšuje a teplejší snižuje svou vnitřní energii. Mezi tělesy různé teploty dochází k přenosu vnitřní energie. K tomuto přenosu dochází i mezi různými částmi jednoho tělesa, pokud jsou  jejich teploty  různé.


http://www.techmania.cz,http://www.fyzika.jreichl.com, http://www.cs.wikipedia.org.                      RNDr.Oldřich Lepil: Fyzika pro střední školy, PROMETHEUS 9421083

Světlo je elektromagnetické vlnění a jeho zdrojem jsou přeměny energie v atomech a molekulách svítícího tělesa. Získá-li atom větší energii (např. přivyšší teplotě), může tuto energii vyzářit v podobě elektromagnetického vlnění. Elektromagnetické vlnění je charakterizované vlnovou délkou, která určuje jeho fyzikální vlastnosti. Pro elektromagnetické vlnění se často používá také termín elektromagnetické záření.


http://maturita-z-fyziky.cz/optika/elektromagneticke-zareni-a-jeho-energie#prehled-elektromagneticke-zareni,, http://cs.wikipedia.org

Denní světlo se prostorem šíří ve vlnách, které kmitají všemi směry optického prostředí. Pokud se odrazí od lesklé nekovové plochy (sklo, vodní hladina…), stane se světlem polarizovaným, tedy světlem jehož vlny se pohybují pouze ve dvou rovinách: horizontální a vertikální. Vertikálně polarizované světlo je pro naše oči velmi užitečné.


http://projektalfa.ic.cz/polarizace_svetla.htm
http://maturita-z-fyziky.cz/optika/vlnova-optika

Dopadá-li na optické rozhraní dvou prostředí bílé světlo, lomené světlo již není bílé, ale jeho okraje jsou zbarvené , na kterém je zobrazen přechod z prostředí opticky řidšího do prostředí opticky hustšího). Bílé světlo se tedy při lomu rozkládá na barevné složky.


www.fyzika.gjvj.cz, www.debrujar.cz

Jestliže světlo dopadá na rozhraní dvou optických prostředí, např. voda-vzduch,
dochází ke dvěma základním jevům na rozhraní, a to odraz světla a lom světla.


Javorskij, B. M., Selezněv, J. A. Přehled elementární fyziky. 1. vyd., Praha: SNTL, 1989
  Lepil, O. Fyzika pro gymnázia – Optika. 3. vyd. Praha: Prometheus, 2002
www.cs.wikipedia.org

Tato kapitola se zabývá  řešením problémů, při kterých nelze zanedbat rozměry tělesa ani jeho tvar a je nutné uvažovat také otáčivý pohyb tělesa. Předpokládáme, že síly, které na těleso působí mají jen pohybové účinky a nezmění  tvar ani objem tělesa. To znamená, že budeme zanedbávat deformační síly. Skutečné těleso nahradíme modelem, který se nazývá tuhé těleso.


http://www.techmania.cz, http://radek.jandora.sweb.cz, http://www.cs.wikopedia.org.,http://www.jarjurek.cz, http://www.gympri.cz, RNDr.Oldřich Lepil: Fyzika pro střední školy, PROMETHEUS 9421083

Z každodenní zkušenosti víme, že všechna tělesa jsou přitahována k Zemi. Volná tělesa padají, podepřená tělesa působí tlakovou silou na podložku, zavěšená tělesa napínají závěs. Víme také, že Slunce přitahuje Zemi, ostatní planety i jiná tělesa Sluneční soustavy. Všude se uplatňuje vlastnost těles, které říkáme gravitace. Zdrojem gravitačního pole jsou všechny hmotné objekty.


http://www.einstein.czechnationalteam.cz
http://www.techmania.cz
http://www.dufyz.cz
http://www.radek.jandora.sweb.cz
http://www.fyzika.jreichl.com
http://www.fyzika.gjvj.cz
http://www.fyzweb.cz
http://www.gypri.cz
RNDr.Oldřich Lepil: Fyzika pro střední školy, PROMETHEUS 9421083

Čočky, stejně jako zrcadla, patří pro mnohé z nás 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.


http://www.odmaturuj.cz/fyzika/zobrazeni-pomoci-zrcadel-a-cocek-opticke-pristroje/, http://fyzika.smoula.net

Slovem práce běžně označujeme činnost lidí a strojů. Ve fyzice je mechanická práce  děj, kdy síla  působí na těleso a to se účinkem této síly pohybuje. Mechanickou práci konáme např. tlačíme-li po podlaze bednu, táhneme-li vozík nebo zvedáme břemeno.
Mechanickou energii má těleso, když se pohybuje nebo se nachází  v určité výšce, energii má také stlačená pružina.


RNDr.Oldřich Lepil:Fyzika pro střední školy, PROMETHEUS 9421083
http://www.techmania.cz
http://www.jreichl.com
http://www.zslado.cz
http://www.zsharcov.cz

Vlnová optika respektuje vlnový charakter světla. Při popisu lze použít Huygensův princip.


www.fyzika.gjvj.cz
www.wikipedie.cz
fyzika pro SŠ – Ondřej Lepil, vyd. 2010, Prometheus

Z hlediska vlnové optiky je světlo považováno za proud částic - fotonů, majících kvantové a vlnové vlastnosti. Světlo je druh elektromagnetické vlnění.


www.fyzika.jreichl.com
www.fyzika.gjvj.cz
www.wikipedie.cz
Fyzika pro SŠ – Ondřej Lepil, vyd. 2010, Prometheus

Poznatek o tom, že tělesa padají dolů, patří jistě k nejstarším lidským zkušenostem. Dlouho se ale nevědělo, jak a proč tělesa padají. Řecký filozof Aristoteles se domníval, a mnoho lidí si to myslí dodnes, že těžká tělesa padají rychleji než lehčí.


http://www:techmania.cz
RNDr.Oldřich Lepil:Fyzika pro střední školy,PROMETHEUS 9421083
http://www:techblog.cz
http://www:exoplanety.cz

Fyzikální děj (pohyb), který se pravidelně opakuje, to znamená je periodický, nazýváme periodické kmitání. Kmitající těleso vykoná jeden kmit, pokud projde celou dráhu a vrátí se do své původní polohy.


www.google.cz
Ondřej Lepil: Fyzika pro gymnázia,1993,Prometheus
www.e-fyzika.cz