stránka 101

BIPOLÁRNÍ TRANZISTOR: Polovodičová součástka se dvěma přechody PN a se třemi
oblastmi s příměsovou vodivostí (NPN, popř. PNP, K – kolekor, B – báze, E – emitor) u níž lze proudem
procházejícím v propustném směru jedním přechodem ovlivnit proud procházející druhým přechodem.
(Obr. 5-12c)
Obr. 5-12c
TRANZISTOROVÝ JEV: Jev v tranzistoru podmíněný injekcí menšinových nositelů proudu
do oblasti báze malého objemu, kde se nestačí rekombinovat a přecházejí do kolektoru odděleného od báze
přechodem PN zapojeným ve směru závěrném.
UNIPOLÁRNÍ TRANZISTOR: Polovodičová součástka, jejíž vodivost je ovládána
elektrickým polem, kterým se mění šířka vodivého kanálu mezi emitorem a kolektorem. Označuje se jako
tranzistor řízený polem. (Obr. 5-12d; K – kolektor, E – emitor, G – řídicí elektroda)
Obr. 5-12d
TERMISTOR: Nelineární polovodičová součástka s výraznou závislostí odporu na teplotě.
Termistory mají obvykle negativní teplotní součinitel odporu (odpor se s teplotou zmenšuje). Termistory s
kladným (pozitivním) teplotním součinitelem odporu se nazývají pozistory. (Obr. 5-12e)
Obr. 5-12e
stránka 101
TYRISTOR: Polovodičová součástka, jejíž vnitřní struktura je tvořena čtyřmi oblastmi se střídajícím
se typem vodivosti. Obsahuje tři přechody PN, obvykle v pořadí PNPN (obr. 5-12f). Používá se jako
spínací a regulační prvek. Triodový tyristor má kromě anody A a katody K ještě řídicí elektrodu G. Řídicím
proudem IG je ovlivněno napětí, při němž se tyristor stane vodivým a sepne elektrický obvod. (Obr. 5-12f)
Obr. 5-12f
INTEGROVANÝ OBVOD: Polovodičová součástka s velkým počtem přechodů PN, která
plní funkci ucelených elektronických soustav (např. funkci zesilovače).
MIKROPROCESOR: Složitý integrovaný obvod, jehož činnost lze naprogramovat.
5.4 Elektrický proud v elektrolytech
ELEKTROLYT: Roztok látky, popř. tavenina, v níž existují v důsledku elektrolytické disociace
volné ionty, které jsou nositeli proudu.
ELEKTROLYTICKÁ DISOCIACE: Děj v elektrolytu, při němž se působením
rozpouštědla štěpí molekuly elektrolytu na ionty.
ELEKTRODA: Vodič vložený do elektrolytu připojený ke zdroji elektrického napětí, který
umožňuje přechod elektrického proudu do elektrolytu. Kladná elektroda je anoda, záporná elektroda je
katoda. Při elektrolýze se na elektrodách vylučují produkty elektrolýzy.
IONT: Částice s nábojem, která vzniká z atomu nebo z molekuly tím, že získá, popř. ztratí jeden nebo
více elektronů.
KATIONT: Iont s kladným nábojem, který se při elektrolýze pohybuje směrem ke katodě.
ANIONT: Iont se záporným nábojem, který se při elektrolýze pohybuje směrem k anodě.
ELEKTROLÝZA: Děj, při kterém se průchodem elektrického proudu elektrolytem na elektrodách
vylučují produkty elektrolýzy, nejčastěji v podobě kovového povlaku, kterým se elektroda pokrývá, nebo v
podobě plynu, který z elektrolytu uniká, popř. produkty elektrolýzy chemicky reagují s elektrolytem.
stránka 102
ROZKLADNÉ NAPĚTÍ - Ur: Největší polarizační napětí na elektrodách. Je-li na elektrodách
napětí U > Ur, udrží proud v elektrolytu trvale. Pak platí pro elektrolyt Ohmův zákon ve tvaru:
Obr. 5-13
FARADAYOVY ZÁKONY ELEKTROLÝZY: 1. Faradayův zákon: Hmotnost
látky m vyloučené při elektrolýze je přímo úměrná součinu stálého proudu I a doby t, po kterou proud
elektrolytem procházel:
m = AIt
(A je elektrochemický ekvivalent látky)
2. Faradayův zákon: Hmotnosti různých prvků vyloučených při elektrolýze týmž celkovým nábojem jsou
chemicky ekvivalentní.
ELEKTROCHEMICKÝ EKVIVALENT LÁTKY - A: Veličina vyjadřující
hmotnost látky vyloučené při elektrolýze určitého elektrolytu nábojem 1 C:
(Q je náboj prošlý elektrolytem, Mm je molární hmotnost, F je Faradayův náboj, ν je nábojové číslo iontu,
tzn. počet elementárních nábojů potřebných pro vyloučení jedné molekuly látky)
FARADAYOVA KONSTANTA (Faradayův náboj) - F: Součin Avogadrovy
konstanty NA a elementárního náboje e:
F = 9,648 456 ⋅ 104 C ⋅ mol–1
Faradayovým nábojem se při elektrolýze vyloučí 1 mol látky.
ELEKTROCHEMICKÝ ČLÁNEK: Zdroj elektrického napětí tvořený dvěma chemicky
různými elektrodami vloženými do vhodného elektrolytu.
ELEKTROLYTICKÁ POLARIZACE: Důsledek elektrolýzy, při níž se elektrody
pokrývají produkty elektrolýzy, které mění kvalitu elektrod a tím vzniká sekundární elektrochemický
článek.
stránka 103
AKUMULÁTOR: Sekundární elektrochemický článek, u něhož děj elektrolytické polarizace
probíhá vratně. Při nabíjení se elektrody akumulátoru polarizují a při vybíjení se mění kvalita elektrod na
původní stav. Podle materiálu elektrod jsou akumulátory např. olověné, oceloniklové, niklkadmiové aj.
KAPACITA AKUMULÁTORU: Celkový náboj, který může akumulátor při vybíjení
vydat, než jeho napětí poklesne na nejnižší přípustnou hodnotu (vybití akumulátoru). Jednotkou je
ampérhodina - A ⋅ h.
5.5 Elektrický proud v plynech a ve vakuu
IONIZACE: Vznik volných elektronů a iontů v plynu působením ionizátoru nebo vzájemnými
nárazy.
IONIZÁTOR: Prostředek, který vyvolává ionizaci plynu, např. ionizující záření. Jsou to zdroje
energie, které atomu dodají energii potřebnou k tomu, aby se elektron z atomu uvolnil.
REKOMBINACE IONTŮ: Děj opačný než ionizace. Nabité ionty, popř. kladné ionty a
elektrony se při rekombinaci spojují v neutrální molekuly plynu.
ELEKTRICKÝ VÝBOJ V PLYNU: Elektrický proud v ionizovaném plynu.
ELEKTRICKÝ VÝBOJ NESAMOSTATNÝ: Elektrický proud v plynu podmíněný
trvalým působením ionizátoru na plyn.
ELEKTRICKÝ VÝBOJ SAMOSTATNÝ: Elektrický proud v plynu, při němž samy
urychlené částice plynu způsobují ionizaci plynu a výboj se udrží i bez působení ionizátoru.
IONIZACE NÁRAZEM: Vznik volných elektronů a iontů při srážkách elektronů dostatečně
urychlených elektrickým polem s molekulami plynu.
ZÁPALNÉ NAPĚTÍ: Elektrické napětí, při jehož překročení nastává v plynu samostatný
elektrický výboj.
DOUTNAVÝ VÝBOJ: Slabé světélkování katody ve výbojové trubici, které vzniká při
sníženém tlaku plynu jako důsledek emise elektronů z katody, na kterou dopadají kladné ionty.
DOUTNAVKA: Vhodně upravená výbojová trubice naplněná inertním plynem (např. He, Ne), v
níž vzniká doutnavý výboj. Používá se např. jako signální zařízení.
OBLOUKOVÝ VÝBOJ: Samostatný výboj za atmosférického tlaku mezi rozžhavenými
elektrodami. Používá se k osvětlování, svařování, tavení látek apod.
VÝBOJKA: Zdroj světla využívající elektrický výboj v plynu.
ZÁŘIVKA: Zdroj světla tvořený výbojovou trubicí naplněnou argonem a rtuťovými párami.
Doutnavý výboj v trubici je zdrojem ultrafialového záření, které se mění na světlo při dopadu na vrstvu
luminoforu, kterým je pokryta vnitřní plocha trubice.
stránka 104
JISKROVÝ VÝBOJ: Krátkodobý samostatný výboj, který vzniká za atmosférického tlaku při
vysokém napětí mezi dvěma vodiči. Formou jiskrového výboje je i blesk.
PLAZMA: Silně ionizovaný plyn, v němž převládají elektrony a ionty.
EMISE ELEKTRONŮ: Uvolňování elektronů s dostatečnou energií z látky. Podle děje, při
němž elektron potřebnou energii získá, rozlišujeme: termoemisi (zahříváním látky), fotoemisi (působením
světla na látku), autoemisi (působením elektrického pole), sekundární emisi (působením urychlených
elektronů a iontů dopadajících na látku).
KATODOVÉ ZÁŘENÍ: Tok elektronů emitovaných z katody ve vyčerpané výbojové trubici.
ELEKTRONKA: Systém elektrod umístěných ve vakuové baňce, jimiž je řízen proud elektronů
emitovaných katodou. Označuje se podle počtu elektrod (dioda - 2 elektrody, trioda - 3, tetroda - 4, pentoda
- 5 atd.).
OBRAZOVÁ ELEKTRONKA: Elektronka s baňkou velkých rozměrů, v níž se využívá
elektronový paprsek k vykreslení obrazu na stínítku pokrytém luminoforem. Pohyb paprsku je řízen buď
elektrickým polem (elektrostatické vychylování) nebo magnetickým polem (magnetické vychylování).
5.6 Stacionární magnetické pole
STACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE: Magnetické pole, jehož chrakteristické
veličiny (např. magnetická indukce) se s časem nemění.
PERMANENTNÍ MAGNET: Feromagnetické zmagnetované těleso, které je zdrojem velmi
stálého magnetického pole.
MAGNETKA: Malý magnet nejčastěji zhotovený z ocelového plechu, otáčivý kolem svislé osy.
Severní pól magnetky je zpravidla modře zakalen.
MAGNETICKÁ SÍLA - Fm: Síla, která v magnetickém poli působí na vodiče s proudem, popř.
na pohybující se částice s nábojem. Na přímý vodič délky l, kterým protéká proud I, umístěný v
homogenním magnetickém poli o magnetické indukci B působí magnetická síla o velikosti:
Fm = BIl sin α
(α je úhel sevřený vodičem a indukčními čarami homogenního magnetického pole; α ∈ 〈0, π〉)
Pro α = 90° je magnetická síla maximální:
Fm max = BIl
stránka 105
Směr magnetické síly určujeme Flemingovým pravidlem levé ruky.
Obr. 5-14
FLEMINGOVO PRAVIDLO LEVÉ RUKY: Položíme-li otevřenou levou ruku k
přímému vodiči tak, aby prsty ukazovaly směr proudu a indukční čáry vstupovaly do dlaně, ukazuje
odtažený palec směr síly, kterou působí magnetické pole na vodič s proudem.
LORENTZOVA SÍLA - FL: Celková elektromagnetická síla, která v elektromagnetickém poli
působí na částici s nábojem Q, který se pohybuje rychlostí v. Je výslednicí elektrické síly Fe a magnetické
síly Fm:
FL = Fe + Fm = QE + Q(v × B)
(E - intenzita elektrického pole, B - magnetická indukce magnetického pole)
MAGNETICKÁ INDUKCE - B: Vektorová veličina charakterizující v daném bodě
magnetické pole.
Jednotkou magnetické indukce je tesla - T:
[B] = T = kg ⋅ s–2 ⋅ A–1
stránka 106
BIOTŮV-SAVARTŮV ZÁKON: Vztah pro určení magnetické indukce v určitém bodě
magnetického pole tenkého vodiče, kterým prochází proud I:
(µ je permeabilita prostředí)
Obr. 5-15
Vektorové vyjádření:
Magnetická indukce v okolí přímého vodiče:
(d je vzdálenost od středu vodiče)
Magnetická indukce ve středu kruhového závitu o poloměru r:
Magnetická indukce uvnitř dlouhé válcové cívky (solenoidu):
(l je délka cívky; l » r, N je počet závitů cívky)
MAGNETICKÁ INDUKČNÍ ČÁRA: Orientovaná čára, jejíž tečna v každém bodě má
směr vektoru magnetické indukce B v tomto bodě. Orientaci magnetické indukční čáry určíme severním
pólem magnetky; znázorňuje se šipkou.
stránka 107
AMPÉROVO PRAVIDLO PRAVÉ RUKY: 1. Pro přímý vodič: Naznačíme-li
uchopení vodiče do pravé ruky tak, aby palec ukazoval dohodnutý směr proudu ve vodiči, pak prsty ukazují
orientaci magnetických indukčních čar.
Obr. 5-16
2. Pro cívku: Pravou ruku položíme na cívku (závit) tak, aby pokrčené prsty ukazovaly dohodnutý směr
proudu v závitech cívky; palec ukazuje orientaci magnetických indukčních čar v dutině cívky.
Obr. 5-17
HOMOGENNÍ MAGNETICKÉ POLE: Magnetické pole, jehož indukční čáry jsou
rovnoběžné přímky. Ideální pole, kterému se blíží magnetické pole ve střední části solenoidu nebo pole
mezi rozlehlými, nesouhlasnými póly magnetů, které jsou v malé vzájemné vzdálenosti.
AMPÉRŮV ZÁKON: Vztah pro magnetickou sílu Fm působící v magnetickém poli o
magnetické indukci B na element vodiče ∆l s proudem I, který svírá s indukčními čárami úhel α. Pro
velikost magnetické síly platí:
Fm = BI∆l sin α
Vektorové vyjádření:
(I dl je proudový element)
stránka 108
Dva rovnoběžné vodiče délky l ve vzájemné vzdálenosti d, kterými procházejí proudy I1, I2 na sebe působí
magnetickou silou o velikosti:
Veličina µ je permeabilita prostředí.
Obr. 5-18
PERMEABILITA: Skalární veličina charakterizující prostředí (vakuum, látku), v němž existuje
magnetické pole. Permeabilita vakua µ 0 je konstanta:
µ 0 = 4π ⋅ 10–7 N ⋅ A–2
Permeabilita prostředí µ = µ 0µ r, kde µ r je relativní permeabilita prostředí.
AMPÉR - A: Základní jednotka proudu, jejíž definice zní: Ampér je stálý proud, který při průchodu
dvěma přímými rovnoběžnými nekonečně dlouhými vodiči zanedbatelného průřezu umístěnými ve vakuu
ve vzdálenosti 1 m od sebe vyvolá mezi vodiči sílu o velikosti 2 ⋅ 10–7 N na 1 m délky vodiče.
HALLŮV JEV: Vznik příčného elektrického pole ve vodiči (popř. polovodiči) působením
magnetické síly na nositele elektrického proudu ve směru kolmém ke směru elektrického proudu.
V látce vzniká elektrické napětí (Hallovo napětí):
Veličina RH je Hallova konstanta:
(n je hustota nosičů proudu, e je elementární elektrický náboj)
stránka 109
Podle znaménka Hallovy konstanty se určuje typ vodivosti.
Obr. 5-19
MAGNETICKÝ INDUKČNÍ TOK - Φ : Skalární veličina definovaná v homogenním
magnetickém poli vztahem:
Φ = BS
Jednotkou magnetického indukčního toku je weber - Wb:
[Φ ] = Wb = T ⋅ m2 = m2 ⋅ kg ⋅ s–2 ⋅ A–1
Vektorové vyjádření:
Φ=B⋅S
Φ = BS cos α
(α je úhel sevřený vektorem B a kladným směrem normály n k ploše S)
Obr. 5-20
ELEKTROMAGNET: Cívka vhodného tvaru a rozměru navinutá na jádře o velké permeabilitě,
která slouží k získání magnetického pole požadovaných vlastností.
AMPÉRŮV MAGNETICKÝ MOMENT - m: Vektorová veličina charakterizující
zdroj magnetického pole, např. uzavřený vodič s proudem.
Pro rovinnou vodivou smyčku s proudem I platí:
0
m = ISn
(n0 - jednotkový vektor ve směru normály k rovinné ploše o obsahu S ohraničené vodivou smyčkou)
stránka 110
Mechanický moment působící na smyčku s proudem:
(α je úhel sevřený vektory m a B)
Vektorové vyjádření:
M=m×B
DIAMAGNETICKÁ LÁTKA: Látka složená z atomů, jejichž výsledný magnetický
moment je nulový (diamagnetické atomy). Relativní permeabilita je nepatrně menší než 1 a látky mírně
zeslabují magnetické pole.
PARAMAGNETICKÁ LÁTKA: Látka složená z atomů, jejichž výsledný magnetický
moment není nulový (paramagnetické atomy). Relativní permeabilita je nepatrně větší než 1 a látky mírně
zesilují magnetické pole.
FEROMAGNETICKÁ LÁTKA: Látka s paramagnetickými atomy v takovém uspořádání,
že se jejich magnetické pole značně zesiluje. Relativní permeabilita má velkou hodnotu (102 až 105).
FERIMAGNETICKÁ LÁTKA: Látka tvořená nejčastěji sloučeninami oxidu železa
(Fe2O3) s oxidy jiných kovů (Mn, Ba). Relativní permeabilita má hodnotu 102 až 103. Používá se také
označení ferit. Látky mají mnohem větší elektrický odpor než kovové feromagnetické látky.
MAGNETIZACE LÁTKY: Jev, jehož důsledkem je, že látka vložená do magnetického pole
se stává dočasně nebo trvale magnetem.
SPONTÁNNÍ MAGNETIZACE: Spontánně probíhající děj ve feromagnetické látce, při
němž vznikají oblasti (domény), v nichž je látka magneticky nasycena. Příčinou jsou výměnné síly mezi
sousedními atomy
MAGNETICKÁ DOMÉNA: Oblast feromagnetické látky, v níž je látka magneticky
nasycena v důsledku spontánní magnetizace.
MAGNETICKÉ NASYCENÍ LÁTKY: Stav feromagnetické látky, při němž jsou
atomy látky uspořádány tak, že se jejich magnetické momenty navzájem sčítají a výsledný magnetický
moment je maximální.
INTENZITA MAGNETICKÉHO POLE - H: Vektorová veličina charakterizující v
určitém bodě magnetické pole, která s magnetickou indukcí B souvisí vztahem:
B = µH
[H] = A ⋅ m–1
MAGNETICKÁ HYSTEREZE: Jev, který je důsledkem nevratnosti dějů při magnetování
látky. Způsobuje, že magnetická indukce B feromagnetika není určena jen intenzitou magnetického pole,
ale závisí i na předchozím magnetickém stavu feromagnetika.
stránka 111
HYSTEREZNÍ SMYČKA FEROMAGNETIKA: Uzavřená křivka
charakteristického tvaru, z níž je patrná souvislost intenzity magnetického pole H a magnetické indukce B
feromagnetické látky.
Obr. 5-21
REMANENTNÍ MAGNETICKÁ INDUKCE - Br: Hodnota magnetické indukce
feromagnetické látky, která při zmenšování intenzity magnetického pole zůstává, jestliže intenzita
magnetického pole dosáhne nulové hodnoty (viz obr. 5-21)
KOERCITIVNÍ INTENZITA MAGNETICKÉHO POLE - Hk: Intenzita
magnetického pole potřebná k tomu, aby feromagnetická látka přešla ze stavu, v němž má její magnetické
pole magnetickou indukci Br, do stavu s nulovou magnetickou indukcí (viz obr. 5-21).
CURIEOVA TEPLOTA - TC: Teplota, při níž feromagnetické látky přestávají být
feromagnetické a nabývají vlastnosti látek paramagnetických. Např. pro Fe je TC = 770 °C, pro Ni je TC =
360 °C.
MAGNETICKÁ ENERGIE: Energie magnetického pole v prostoru o objemu V:
(H je intenzita magnetického pole)
5.7 Nestacionární magnetické pole
NESTACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE: Magnetické pole, jehož
charakteristické veličiny se s časem mění.
ELEKTROMAGNETICKÁ INDUKCE: Jev vzniku indukovaného elektrického pole v
nestacionárním magnetickém poli.
INDUKOVANÉ ELEKTRICKÉ POLE: Časově proměnné vírové elektrické pole,
které vzniká při elektromagnetické indukci.
stránka 112
VÍROVÉ ELEKTRICKÉ POLE: Elektrické pole, které nemá svůj původ v existenci
elektrických nábojů. Jeho siločáry jsou uzavřené křivky.
FARADAYŮV ZÁKON ELEKTROMAGNETICKÉ INDUKCE:
Indukované elektromotorické napětí Ui je rovno záporně vzaté časové změně magnetického indukčního
toku:
V diferenciálním tvaru:
Pro cívku s N závity:
Pro přímý vodič délky l kolmý k indukčním čarám, který se pohybuje rychlostí v ve směru kolmém jak k
indukčním čarám, tak k podélné ose vodiče:
Ui = Blv
INDUKOVANÉ ELEKTROMOTORICKÉ NAPĚTÍ - Ui: Elektrické napětí,
které je důsledkem vzniku indukovaného elektrického pole.
INDUKOVANÝ PROUD - Ii: Elektrický proud, který vzniká v uzavřeném vodiči při
elektromagnetické indukci.
LENZŮV ZÁKON: Indukovaný proud působí svými účinky proti změně, která ho vyvolala.
FLEMINGOVO PRAVIDLO PRAVÉ RUKY: Položíme-li pravou ruku k vodiči
tak, aby odtažený palec ukazoval směr pohybu vodiče a vektor magnetické indukce vstupoval do dlaně, pak
prsty ukazují směr indukovaného proudu ve vodiči.
VÍŘIVÉ (Foucaultovy) PROUDY: Uzavřené indukované proudy, které vznikají při
elektromagnetické indukci v tělesech z vodivých materiálů ve tvaru plechů, desek, hranolů apod.
INDUKČNÍ OHŘEV: Zahřívání vodivých materiálů vířivými proudy.
VLASTNÍ INDUKCE: Jev vzniku indukovaného elektrického pole v uzavřeném vodiči při
změnách magnetického pole vyvolaných změnami proudu ve vlastním vodiči.
Na koncích vodiče je indukované napětí:
stránka 113
V diferenciálním tvaru:
(L je indukčnost vodiče)
Při uzavření elektrického obvodu s indukčností L a odporem R (obvod s RL; obr. 5-22) vzniká přechodný
děj. Pro okamžitou hodnotu proudu v čase t platí:
Obr. 5-22
Veličina τ je časová konstanta:
Pro napětí v obvodu platí:
(U0 je napětí zdroje, uR je okamžitá hodnota napětí na rezistoru, uL je okamžitá hodnota napětí na cívce)
V čase τ je uR = 0,63U0 a uL = 0,37U0.
Při zániku proudu v obvodu platí:
V čase τ je uR = 0,37U0 a uL = – 0,37U0.
stránka 114
Obr. 5-23
INDUKČNOST - L: Skalární veličina charakterizující vlastní indukci v uzavřeném vodiči (např. v
cívce). Jestliže uzavřený vodič, kterým prochází proud I, vytváří magnetický indukční tok Φ, je jeho
indukčnost:
Jednotkou indukčnosti je henry - H:
[L] = H = V ⋅ s ⋅ A–1 = Wb ⋅ A–1 = m2 ⋅ kg ⋅ s–2 ⋅ A–2
Pro technické použití je významná indukčnost cívky:
(µ je permeabilita jádra cívky, N je počet závitů cívky, S je obsah plochy závitů, l je délka cívky, V je
objem jádra cívky)
Magnetické pole cívky má energii:
VZÁJEMNÁ INDUKCE: Vznik indukovaného elektrického pole v uzavřeném vodiči při
časové změně elektrického proudu v jiném vodiči, v jehož magnetickém poli se uzavřený vodič nachází.
stránka 115
VZÁJEMNÁ INDUKČNOST – M: Skalární veličina charakterizující jev vzájemné
indukce.
Jednotkou vzájemné indukčnosti je henry - H.
Vzájemná indukčnost cívek s počty závitů N1, N2, které jsou navinuty na společném jádře a mají stejný
obsah plochy průřezu (S1 = S2 = S) a délku l:
(µ je permeabilita jádra cívky)
INDUKČNÍ VAZBA: Vazba mezi elektrickými obvody zprostředkovaná vzájemnou indukcí
mezi cívkami, jimiž prostupuje společný indukční tok. Pro vzájemnou indukčnost platí:
Při těsné vazbě k = 1. Je-li k < 1, je vazba volná.
ELEKTROMAGNETICKÉ POLE: Obecné označení formy hmoty, jejímž projevem je
elektromagnetická interakce. V užším slova smyslu pole tvořené dvěma neoddělitelnými, vzájemně
souvisejícími nestacionárními složkami - elektrickou a magnetickou.
5.8 Střídavý proud
STŘÍDAVÝ PROUD: Nucené harmonické kmitání v elektrickém obvodu připojeném ke zdroji
střídavého napětí.
STŘÍDAVÉ NAPĚTÍ - u: Harmonické napětí, které se s časem t mění podle vztahu (okamžité
napětí):
(Um je amplituda napětí, ω je úhlová frekvence, ϕ je počáteční fáze)
Komplexní vyjádření:
(U je fázor napětí, Um je komplexní amplituda napětí, j je imaginární jednotka; j =
; j2 = –1)
Reálná složka fázoru napětí:
stránka 116
Imaginární složka fázoru napětí:
Obr. 5-24
AMPLITUDA STŘÍDAVÉHO NAPĚTÍ - Um: Největší hodnota střídavého napětí v
průběhu periody.
OKAMŽITÁ HODNOTA STŘÍDAVÉHO PROUDU - i: Okamžitá hodnota
proudu v elektrickém obvodu připojeném ke zdroji střídavého napětí:
(Im je amplituda střídavého proudu, ϕ je počáteční fáze, popř. fázový posun vzhledem k napětí)
AMPLITUDA STŘÍDAVÉHO PROUDU - Im: Největší hodnota střídavého proudu v
průběhu periody.
FÁZOVÝ ROZDÍL - ϕ: Fáze střídavého proudu v počátečním okamžiku (počáteční fáze), kdy je
fáze střídavého napětí nulová. Označuje se také jako fázový posun proudu vzhledem k napětí.
EFEKTIVNÍ HODNOTA STŘÍDAVÉHO NAPĚTÍ - U: Napětí odpovídající
stejnosměrnému napětí, při němž má elektrický proud v obvodu s rezistorem stejný výkon jako daný proud
střídavý. S amplitudou střídavého napětí Um souvisí vztahem:
EFEKTIVNÍ HODNOTA STŘÍDAVÉHO PROUDU - I: Proud odpovídající
stejnosměrnému proudu, který má v obvodu s rezistorem stejný výkon jako daný proud střídavý. S
amplitudou střídavého proudu Im souvisí vztahem:
stránka 117
IMPEDANCE - Z: Veličina charakterizující obvod střídavého proudu jako celek. Je určena podílem
efektivních hodnot napětí a proudu:
(R je rezistance, X je reaktance)
Jednotkou impedance je ohm - Ω.
Komplexní vyjádření:
ADMITANCE - Y: Reciproká hodnota impedance:
Jednotkou admitance je siemens - S.
REZISTANCE - R: Parametr obvodu střídavého proudu, který má jen odpor. Jednotkou rezistance
je ohm - Ω.
REAKTANCE - X: Veličina charakterizující obvod střídavého proudu, který má jen indukčnost
nebo kapacitu, popř. obojí a jehož rezistance je nulová. Jednotkou reaktance je ohm - Ω.
INDUKTANCE - XL: Veličina charakterizující obvod střídavého proudu, který má jen indukčnost
L:
Jednotkou induktance je ohm - Ω.
Symbolické vyjádření:
TLUMIVKA: Cívka, která má při dané frekvenci střídavého proudu velkou induktanci.
stránka 118
KAPACITANCE - XC: Veličina charakterizující obvod střídavého proudu, který má jen kapacitu
C:
Symbolické vyjádření:
FÁZOR: Symbolické vyjádření veličiny střídavého proudu orientovanou úsečkou v Gaussově rovině
komplexních čísel. Délka úsečky odpovídá amplitudě veličiny a s reálnou osou svírá úhel odpovídající
fázovému rozdílu veličin, jejichž fázový posun je fázorem vyjádřen.
Fázor napětí na obvodovém prvku s induktancí:
Fázor napětí na obvodovém prvku s kapacitancí:
Obr. 5-25
FÁZOROVÝ DIAGRAM: Geometrické znázornění fázorů veličin střídavého proudu v
Gaussově rovině.
stránka 119
JEDNODUCHÝ OBVOD STŘÍDAVÉHO PROUDU: Obvod střídavého
proudu tvořený obvodovými prvky, které mají jen jediný parametr: elektrický odpor R, indukčnost L nebo
kapacitu C. Uvažujeme, že obvod je připojen ke zdroji harmonického napětí:
u = Um sin ωt
Obvod s R:
Z = R; ϕ = 0
i = Im sin ωt
Obvod s L:
Obvod s C:
stránka 120
Obr. 5-26
stránka 121
SLOŽENÝ OBVOD STŘÍDAVÉHO PROUDU: Obvod střídavého proudu, jehož
obvodové prvky mají více parametrů (např. obvod s RLC v sérii).
Obvod s RLC v sérii:
Komplexní vyjádření:
Obvod s RLC paralelně:
Komplexní vyjádření:
stránka 122
OKAMŽITÝ VÝKON STŘÍDAVÉHO PROUDU - p: Výkon střídavého proudu
v elektrickém obvodu určený součinem okamžitých hodnot napětí u a proudu i:
p = ui
Jednotkou okamžitého výkonu střídavého proudu je watt - W.
ČINNÝ VÝKON - P: Výkon střídavého proudu v elektrickém obvodu určený vztahem:
(U - efektivní napětí, I - efektivní proud, ϕ - fázový posun napětí a proudu). Je mírou přeměny
elektromagnetické energie ve spotřebiči na jiný druh energie (např. na vnitřní energii spotřebiče nebo na
energii mechanickou).
Jednotkou činného výkonu je watt - W.
ÚČINÍK - cos ϕ: Podíl činného výkonu P a zdánlivého výkonu Ps:
ZDÁNLIVÝ VÝKON - Ps: Součin efektivních hodnot napětí U a proudu I:
Ps = UI
Jednotkou zdánlivého výkonu je voltampér - V ⋅ A.
JALOVÝ VÝKON - Pq: Výkon střídavého proudu v elektrickém obvodu určený vztahem:
Pq = UI sin ϕ
(U - efektivní napětí, I - efektivní proud, ϕ - fázový posun střídavého napětí a proudu). Je mírou
elektromagnetické energie, která se vratně vyměňuje mezi spotřebičem a zdrojem elektrického napětí.
Jednotkou jalového výkonu je var.
GENERÁTOR STŘÍDAVÉHO PROUDU: Zdroj střídavého napětí pro technické
účely. V energetice se používají točivé stroje zvané alternátory. Pracují na principu elektromagnetické
indukce.
TURBOALTERNÁTOR: Alternátor konstrukčně spojený s turbínou, jejíž mechanická energie
se v alternátoru mění na energii elektrickou.
stránka 123
TROJFÁZOVÁ SOUSTAVA STŘÍDAVÉHO PROUDU: Soustava
trojfázového alternátoru, vodičů a spotřebičů. Střídavá napětí v soustavě jsou navzájem fázově posunuta o
(2/3)π. Pro jednotlivá napětí soustavy platí:
FÁZOVÉ VODIČE: Spojovací vodiče mezi svorkami trojfázového generátoru a zátěžemi v
trojfázové soustavě střídavých proudů (mimo spojení s uzlovými body).
NULOVACÍ VODIČ: Vodič spojený se společným uzlem spotřebičů v soustavě trojfázových
proudů spojených do hvězdy.
SPOJENÍ DO HVĚZDY: Spojení spotřebičů v trojfázové soustavě střídavého proudu, při
němž jsou spotřebiče připojeny k fázovým vodičům a ke společnému nulovacímu bodu O (viz obr. 5-27).
FÁZOVÉ NAPĚTÍ - uf: Napětí mezi fázovým vodičem a nulovacím vodičem. Ve spotřebitelské
elektrické síti Uf = 230 V.
Obr. 5-27
SDRUŽENÉ NAPĚTÍ - us: Napětí mezi fázovými vodiči. Ve spotřebitelské elektrické síti Us =
= 400 V.
stránka 124
SPOJENÍ DO TROJÚHELNÍKU: Spojení obvodových prvků v trojfázové soustavě
střídavých proudů, při němž jsou obvodové prvky připojeny k fázovým vodičům.
Obr. 5-28
ASYNCHRONNÍ ELEKTROMOTOR: Konstrukčně jednoduchý elektromotor na
trojfázový střídavý proud, jehož funkce spočívá v otáčivém účinku točivého magnetického pole na rotor
tvořený uzavřeným vodičem.
TOČIVÉ MAGNETICKÉ POLE: Magnetické pole, jehož vektor magnetické indukce se
otáčí s frekvencí střídavého proudu.
SKLUZ - s: Rozdíl frekvence fp točivého pole a frekvence fr rotoru dělený frekvencí točivého pole:
TRANSFORMÁTOR: Netočivý elektrický stroj tvořený primární a sekundární cívkou na
společném feromagnetickém jádře. Využívá se: a) k přeměně střídavého napětí a proudu jedné hodnoty v
jinou na principu elektromagnetické indukce, b) ke změně hodnoty impedance při přenosu energie mezi
dvěma elektrickými obvody různých vlastností.
Obr. 5-29
stránka 125
TRANSFORMAČNÍ POMĚR TRANSFORMÁTORU: Podíl počtu závitů N2
sekundární cívky a počtu závitů N1 primární cívky:
Při k > 1 jde o transformaci napětí nahoru, při k < 1 jde o transformaci napětí dolů.
Pro nezatížený transformátor platí:
Pro činný výkon přenášený transformátorem, v němž vznikají ztráty, platí:
U1I1 cosϕ1 = U2I2 cosϕ2
U transformátoru, jehož odpor vinutí můžeme zanedbat, je příkon P1 transformátoru roven výkonu P2:
5.9 Elektromagnetické
Elektromagnetické kmitání a vlnění
ELEKTROMAGNETICKÝ OSCILÁTOR: Elektrický obvod, v němž probíhají
periodické přeměny energie elektrického pole v energii magnetického pole a naopak.
OSCILAČNÍ OBVOD: Nejjednodušší elektromagnetický oscilátor tvořený cívkou o
indukčnosti L a kondenzátorem o kapacitě C (obvod LC).
Obr. 5-30
stránka 126
VLASTNÍ KMITÁNÍ ELEKTROMAGNETICKÉHO
OSCILÁTORU: Kmitání elektromagnetického oscilátoru, do kterého je vložena energie jen v
počátečním okamžiku a k dalšímu vnějšímu působení nedochází. Perioda vlastního kmitání je určena jen
parametry oscilátoru (L, C).
Kmitání netlumeného oscilačního obvodu (R = 0) je popsáno rovnicí:
Řešením rovnice je vztah pro okamžitou hodnotu náboje kondenzátoru:
(Qm je amplituda náboje)
Pro okamžité hodnoty napětí a proudu v obvodu platí:
(Um a Im jsou amplitudy napětí a proudu, ω0 je úhlová frekvence vlastního kmitání oscilačního obvodu)
Kmitání tlumeného oscilačního obvodu je popsáno rovnicí:
Řešením rovnice je vztah pro okamžitou hodnotu náboje kondenzátoru:
Veličina δ je součinitel tlumení:
THOMSONOVA ROVNICE: Vztah pro úhlovou frekvenci ω0, periodu T0, popř. frekvenci
f0 vlastního netlumeného kmitání oscilačního obvodu:
stránka 127
Pro tlumený oscilační obvod platí:
(δ = R/2L je součinitel tlumení)
NUCENÉ KMITÁNÍ OSCILAČNÍHO OBVODU: Kmitání vynucené vnějším
zdrojem harmonického napětí o amplitudě U0 a frekvenci Ω připojeným k oscilačnímu obvodu. Kmitání
oscilačního obvodu je popsáno rovnicí:
Řešením rovnice je vztah pro okamžitou hodnotu náboje kondenzátoru:
(Qm amplituda náboje nucených kmitů oscilátoru)
Pro fázový rozdíl ϕ mezi okamžitým nábojem a vnějším napětím platí:
REZONANCE OSCILAČNÍHO OBVODU: Nucené kmitání oscilačního obvodu s
rezonanční frekvencí, při níž amplituda charakteristických veličin nucených kmitů dosahuje extrémní
hodnoty. U oscilačního obvodu s malou rezistancí nastává rezonance při frekvenci vlastního kmitání.
Rezonanční úhlová frekvence:
Pro amplitudu náboje nucených kmitů oscilátoru při rezonanci platí:
stránka 128
Veličina Z0 je charakteristická impedance oscilátoru:
REZONANČNÍ KŘIVKA OSCILAČNÍHO OBVODU: Graficky vyjádřená
závislost amplitudy nuceného kmitání na frekvenci.
VÁZANÉ OSCILAČNÍ OBVODY: Oscilační obvody, které na sebe navzájem působí
napětím, které vzniká na základě vazby. Ta může být indukční, kapacitní nebo galvanická.
ELEKTROMAGNETICKÉ VLNĚNÍ: Děj v proměnném elektromagnetickém poli,
jehož změny se šíří prostorem.
RYCHLOST ELEKTROMAGNETICKÉHO VLNĚNÍ: Rychlost, kterou se
elektromagnetický rozruch šíří prostorem. Ve vakuu:
(ε0 je permitivita vakua, µ 0 je permeabilita vakua)
V látkovém prostředí:
(ε je permitivita látky, µ je permeabilita látky, εr je relativní permitivita látky, µ r je relativní permeabilita
látky)
Rychlost elektromagnetického vlnění ve vakuu je totožná s rychlostí světla ve vakuu. V látkovém prostředí
je vždy rychlost elektromagnetického vlnění menší (v < c).
ELEKTROMAGNETICKÁ VLNA: Rozruch elektromagnetického pole, který se v
prostoru šíří konečnou rychlostí. Má složku elektrickou a magnetickou. Postupná harmonická
elektromagnetická vlna má tvar patrný z obr. 5-31.
Obr. 5-31
stránka 129
ROVNICE POSTUPNÉ ELEKTROMAGNETICKÉ VLNY: Rovnice
vyjadřující okamžité hodnoty složek elektromagnetické vlny v určitém bodě prostoru:
ELEKTROMAGNETICKÝ DIPÓL: Elektromagnetický oscilátor s rozestřenými
parametry, jehož kmitání je zdrojem elektromagnetického vlnění.
ANTÉNA: Elektromagnetický dipól konstrukčně upravený pro vysílání nebo příjem signálů.
SIGNÁL: Fyzikální děj, který je nosičem určité informace. Nejčastěji má podobu kmitání určité
frekvence. V technické praxi se využívá zejména akustický signál a obrazový signál (videosignál).
SDĚLOVACÍ SOUSTAVA: Komplex technických zařízení pro přenos signálů.
MIKROFON: Elektroakustický měnič, kterým se mechanický akustický signál převádí na signál
elektrický. Podle konstrukce je mikrofon uhlíkový, elektrodynamický, kondenzátorový, piezoelektrický
apod.
REPRODUKTOR: Elektroakustický měnič, který mění elektrický signál akustické frekvence na
signál mechanický (zvuk).
VYSÍLAČ: Technické zařízení umožňující vysílat do prostoru elektromagnetické vlnění vysoké
frekvence modulované signálem určitého druhu.
PŘIJÍMAČ: Technické zařízení pro příjem modulovaného elektromagnetického vlnění, v němž je
získán odpovídající signál.
MODULACE: Ovlivnění vhodné veličiny (nejčastěji amplitudy nebo frekvence) nosného kmitání
signálem, který má být přenesen z vysílače do přijímače.
AMPLITUDOVÁ MODULACE: Druh modulace, při níž se signálem ovlivňuje
amplituda nosného kmitání. Při modulaci vysokofrekvenčního napětí uv o úhlové frekvenci Ω
nízkofrekvenčním signálem un o úhlové frekvenci ω vzniká modulované kmitání, pro které platí:
(Uv je amplituda vysokofrekvenčního napětí, Un je amplituda nízkofrekvenčního napětí)
stránka 130
Obr. 5-32
FREKVENČNÍ MODULACE: Druh modulace, při níž se signálem ovlivňuje frekvence
nosného kmitání.
Obr. 5-33
DEMODULACE: Postup, kterým se z modulovaného signálu zpětně získá přenášený signál.
RADIOLOKÁTOR: Zařízení pro určování vzdálenosti, popř. polohy pozemních a vzdušných
cílů pomocí odrazu centimetrových elektromagnetických vln vyzařovaných směrovou anténou. Měření
vzdálenosti l je založeno na určení doby τ, která uplyne od vyslání impulzu elektromagnetických vln ke
zjišťovanému objektu a jeho opětovnému příjmu po odrazu od povrchu objektu:
(c je rychlost elektromagnetického vlnění ve vakuu)
Pro radiolokátor se používá také název radar (z angl. označení Radio Detecting And Ranging).
stránka 131
6 OPTIKA
6.1 Obecné pojmy
OPTIKA: Obor fyziky, který se zabývá světlem, zákonitostmi jeho šíření a ději při vzájemném působení
světla a látky.
VLNOVÁ OPTIKA
: Obor optiky, který se zabývá zejména jevy, jejichž výklad je založen na
poznatcích o světle jako elektromagnetickém vlnění. Hlavními jevy vlnové optiky jsou interference, ohyb
(difrakce) a polarizace světla.
PAPRSKOVÁ OPTIKA: Obor optiky, který se zabývá především optickým zobrazením. Přitom
se zanedbává vlnová povaha světla a vychází se z poznatku o přímočarém šíření světla ve stejnorodém optickém
prostředí.
KVANTOVÁ OPTIKA
: Obor optiky, který se zabývá ději, u nichž se projevuje kvantový ráz
elektromagnetického záření. Základním pojmem je foton a světlo je chápáno jako soubor fotonů.
SVĚTLO: Elektromagnetické záření o frekvencích 3,9 ⋅ 1014 Hz až 7,7 ⋅ 1014 Hz, které prostřednictvím
lidského oka vyvolává vjem zvaný vidění. Ve vakuu odpovídají světlu vlnové délky od 390 nm (světlo fialové)
do 790 nm (světlo červené).
SVĚTLO MONOFREKVENČNÍ: Fyzikální abstrakce, kterou je definováno světlo jako
elektromagnetické vlnění určité frekvence. Skutečné světlo představuje vlnění v určitém intervalu frekvencí.
Monofrekvenčnímu světlu odpovídá určitá barva (světlo monochromatické).
RYCHLOST SVĚTLA: Velikost rychlosti, kterou se světlo šíří v daném optickém prostředí.
Největší hodnotu má rychlost světla ve vakuu:
c = (299 792 458 ± 1,2) m ⋅ s–1
Obvykle při výpočtech používáme přibližnou hodnotu 3 ⋅ 108 m ⋅ s–1.
ZDROJ SVĚTLA: Těleso, které vyzařuje světlo. Pokud můžeme rozměry zdroje světla zanedbat, jde
o bodový zdroj světla, ze kterého se světlo šíří rovnoměrně všemi směry.
OPTICKÉ PROSTŘEDÍ
: Prostředí, kterým se světlo šíří. Může být průhledné (nenastává v něm
podstatné pohlcení světla), neprůhledné (světlo se pohlcuje nebo odráží) a průsvitné (světlo prostředím prochází,
ale nepravidelně se v něm rozptyluje).
OPTICKÉ PROSTŘEDÍ HOMOGENNÍ: Optické prostředí, které má ve všech bodech
stejný index lomu.
SVĚTELNÝ PAPRSEK: Přímka kolmá na vlnoplochu světelného vlnění, která udává směr šíření
světla.
SVAZEK SVĚTELNÝCH PAPRSKŮ: Soubor paprsků ve vymezené oblasti prostoru.
stránka 132
ZÁKON PŘÍMOČARÉHO ŠÍŘENÍ SVĚTLA
: V homogenním optickém prostředí
se světlo šíří přímočaře v rovnoběžných, rozbíhavých nebo sbíhavých svazcích světelných paprsků.
PRINCIP NEZÁVISLOSTI SVĚTELNÝCH PAPRSKŮ: Jestliže se světelné
paprsky navzájem protínají, neovlivňují se a postupují prostředím nezávisle jeden na druhém.
STÍN: Oblast za překážkou, kam vzhledem k přímočarému šíření světlo nepronikne. Je ohraničen hranicí
geometrického stínu.
ODRAZ SVĚTLA
: Jev na rozhraní dvou optických prostředí, při němž se světlo dopadající na
rozhraní částečně nebo úplně odráží zpět do původního optického prostředí. Pro odraz světla platí zákon odrazu
vlnění (viz kap. 4. Mechanické kmitání a vlnění).
LOM SVĚTLA: Jev na rozhraní optického prostředí o indexu lomu n1 a optického prostředí o indexu
lomu n2, při němž světlo částečně přechází z jednoho prostředí do druhého prostředí a v něm se šíří ve směru
určeném zákonem lomu.
INDEX LOMU - n: Veličina charakterizující rozhraní mezi dvěma optickými prostředími.
Index lomu prostředí 2 vůči prostředí 1 (n21) je určen podílem rychlosti světla v1 v prostředí 1 a rychlosti světla v2
v prostředí 2:
Obvykle se určuje index lomu prostředí na rozhraní s vakuem (popř. vzduchem) n = c/v, který se také nazývá
absolutní index lomu. Pro vakuum je n = 1.
OPTICKY HUSTŠÍ PROSTŘEDÍ
: Optické prostředí, v němž je rychlost světla menší než
ve srovnávaném prostředí (např. ve vakuu). Tomu odpovídá větší index lomu daného optického prostředí.
OPTICKY ŘIDŠÍ PROSTŘEDÍ: Optické prostředí, v němž je rychlost světla větší než ve
srovnávaném prostředí a index lomu menší.
stránka 133
ZÁKON LOMU SVĚTLA: Poměr sinu úhlu dopadu α k sinu úhlu lomu β je pro daná optická
prostředí veličina stálá a rovná se převrácenému poměru indexů lomu obou prostředí:
nebo
Obr. 6-1
ÚPLNÝ ODRAZ SVĚTLA: Jev na rozhraní opticky hustšího prostředí s prostředím opticky
řidším při dopadu světla pod úhlem větším než je mezní úhel. Nedochází k lomu světla a světlo se jen odráží
podle zákona odrazu.
MEZNÍ ÚHEL - αm: Úhel dopadu světla na opticky řidší prostředí, při němž úhel lomu je 90°. Platí:
REFRAKTOMETR: Přístroj pro měření indexu lomu látek.
OPTICKÝ HRANOL: Opticky homogenní prostředí omezené rovinnými plochami, které nejsou
navzájem rovnoběžné. Používá se ke změně směru světelného paprsku, který hranolem prochází. Uplatňuje se
lom, popř. úplný odraz.
Obr. 6-2
stránka 134
LÁMAVÝ ÚHEL HRANOLU - ϕ: Úhel sevřený rovinnými plochami optického hranolu, na
nichž se světlo láme, a tím nastává odchylka světelného paprsku od původního směru.
Obr. 6-3
Platí:
(β1 je úhel lomu na rozhraní AC, β2 je úhel dopadu na rozhraní BC)
DEVIACE (odchylka) HRANOLU - δ: Úhel mezi směrem světelného paprsku, který do
hranolu vstupuje, a směrem paprsku z hranolu vystupujícího: Platí:
(α1 je úhel dopadu na rozhraní AC, α2 je úhel lomu na rozhraní BC)
OPTICKÝ KLÍN: Optický hranol s velmi malým lámavým úhlem. Platí:
MINIMÁLNÍ ODCHYLKA - δmin: Nejmenší odchylka světelného paprsku při průchodu světla
optickým hranolem. Nastává při symetrickém chodu paprsku hranolem, tzn. když úhel dopadu na první plochu
hranolu je roven úhlu lomu při výstupu druhou plochou hranolu (α1 = α2). Platí:
DISPERZE SVĚTLA: Jev, který vzniká jako důsledek závislosti rychlosti světla v optickém
prostředí o indexu lomu n > 1 na frekvenci světla. To znamená, že na frekvenci závisí také index lomu světla
různých barev. Při normální disperzi se s rostoucí frekvencí rychlost světla zmenšuje.
SPEKTRUM OPTICKÉHO ZÁŘENÍ
: Rozdělení zářivého toku podle frekvence, popř.
vlnové délky optického záření. Spektra se liší vzhledem (spektrum čárové, pásové, spojité), původem (spektrum
emisní, absorpční, luminiscenční), typem disperzního prvku spektrometru (spektrum hranolové, mřížkové),
oblastí frekvence záření (spektrum infračervené, viditelné, ultrafialové, popř. rentgenové).
stránka 135
SPEKTRUM SVĚTLA
: Soustava barevných proužků viditelné oblasti optického záření, která
vzniká zobrazením vstupní štěrbiny spektroskopu. Např. v hranolovém spektru jsou barvy uspořádány v
posloupnosti: červená (je nejméně odchýlená), oranžová, žlutá, zelená, modrá, fialová (nejvíce odchýlená).
SPEKTROSKOP
: Přístroj pro pozorování spekter okem, založený na rozkladu světla hranolem
(hranolový spektroskop) nebo na ohybu světla na optické mřížce (mřížkový spektroskop).
KOLIMÁTOR
: Část spektroskopu, která slouží k vytvoření svazku rovnoběžných paprsků, které pak
dopadají pod určitým úhlem na optický hranol spektroskopu.
SPEKTROMETR: Přístroj umožňující měření frekvence, popř. vlnové délky barevných čar ve
spektru.
SPEKTROSKOPIE: Metoda zkoumání struktury, fyzikálního stavu a chemického složení látek na
základě analýzy spektra optického záření, které látky vyzařují, popř. pohlcují.
6.2 Optické zobrazení
ZOBRAZOVACÍ OPTICKÁ SOUSTAVA: Soubor optických prostředí ohraničených
optickými plochami, kterým je realizováno optické zobrazení.
OPTICKÉ ZOBRAZENÍ: Postup, kterým získáváme pomocí optické soustavy obraz předmětu.
OPTICKÁ PLOCHA: Opticky hladká plocha na rozhraní optických prostředí, na níž dochází k
požadovanému odrazu, popř. lomu světelných paprsků při optickém zobrazení.
OPTICKY HLADKÁ PLOCHA: Plocha, jejíž nerovnosti lze z hlediska vlnové délky světla
použitého pro optické zobrazení zanedbat.
PŘEDMĚT
: Zobrazovaný objekt, z jehož jednotlivých bodů vycházejí svazky rozbíhavých světelných
paprsků, které vstupují do zobrazovací soustavy.
OBRAZ: Objekt tvořený množinou bodů, v nichž se skutečně nebo zdánlivě protínají paprsky vycházející z
jednotlivých bodů zobrazovaného předmětu. Skutečný obraz lze zachytit na stínítku. Zdánlivý obraz zachytit
nelze, lze ho však pozorovat subjektivně okem.
ROVINNÉ ZRCADLO
: Rovinná hladká optická plocha na povrchu vhodně upraveného tělesa
(např. skleněné desky) určená k odrazu světla.
KULOVÉ (sférické) ZRCADLO: Hladká optická plocha na povrchu tělesa ve tvaru kulového
vrchlíku určená k odrazu světla. Jestliže odraz nastává na vnitřní (duté) straně kulové plochy, jde o zrcadlo duté.
Při odrazu na vnější (vypuklé) ploše jde o zrcadlo vypuklé.
STŘED KŘIVOSTI ZRCADLA - C: Střed kulové optické plochy, na níž nastává odraz
světla.
stránka 136
OPTICKÁ OSA ZRCADLA: Přímka procházející středem křivosti C a vrcholem V kulového
zrcadla.
POLOMĚR KŘIVOSTI ZRCADLA - r: Vzdálenost středu křivosti C od vrcholu V
kulového zrcadla: r = CV
Obr. 6-4
PARAXIÁLNÍ PAPRSKY
: Paprsky v blízkosti optické osy, které s ní svírají tak malé úhly, že
hodnoty funkcí sinus a tangens těchto úhlů lze nahradit jejich hodnotami v míře obloukové. Při optickém
zobrazení paraxiálními paprsky se body, přímky a roviny zobrazí opět jako body, přímky a roviny.
PARAXIÁLNÍ PROSTOR: Prostor v blízkém okolí optické osy, v němž světelné paprsky
splňují podmínky paraxiálních paprsků. Označuje se také jako Gaussův nebo nitkový prostor.
OHNISKO KULOVÉHO ZRCADLA
- F: Bod na optické ose, v němž se po odrazu od
zrcadla protínají paprsky rovnoběžné s optickou osou. U dutého zrcadla je ohnisko skutečné, u vypuklého
zrcadla je ohnisko zdánlivé (paprsky se protínají zdánlivě po prodloužení v prostoru za zrcadlem).
OHNISKOVÁ ROVINA: Rovina kolmá na optickou osu a procházející ohniskem.
OHNISKOVÁ VZDÁLENOST - f: Vzdálenost ohniska od vrcholu zrcadla. Je rovna polovině
poloměru křivosti zrcadla:
PŘEDMĚTOVÁ VZDÁLENOST - a: Vzdálenost bodu A na optické ose, který přísluší
zobrazovanému předmětu, od vrcholu V zrcadla:
a = AV
OBRAZOVÁ VZDÁLENOST - a': Vzdálenost bodu A' na optické ose, v němž se protínají
paprsky vycházející z bodu A, od vrcholu V zrcadla:
a' = A'V 
stránka 137
ZNAMÉNKOVÁ KONVENCE: Dohoda o znaménkách vzdáleností a, a', f, popř. dalších
úseček charakterizujících optické zobrazení. Jestliže vzdálenost obrazu a' měříme proti směru chodu paprsku
(tzn. když obraz byl získán prodloužením paprsků proti směru jejich chodu), je tato vzdálenost záporná. Při
zobrazování zrcadlem jde o vzdálenost za zrcadlem.
ZOBRAZOVACÍ ROVNICE KULOVÉHO ZRCADLA: Rovnice umožňující
vypočítat jednu ze vzdáleností a, a', f, jsou-li známy zbývající dvě:
Přehled zobrazení zrcadlem je v tabulce 6-1
Tabulka 6-1
Zobrazení dutým zrcadlem
Vzdálenost
Velikost obrazu Zvětšení Z
předmětu
obrazu
1
2
3
4
5
a>r
a=r
r>a>f
a=f
a<f
6
∞>a>0
r > a' > f
a' = r
a' > r
a' → ∞
0 < a' < ∞
y' < y
y' = y
y' > y
y' → ∞
y' > y
Z < 1
Z = 1
Z > 1
Z→∞
Z>1
Zobrazení vypuklým zrcadlem
a' < 0
0 < y' < y
Z<1
1 až 3 obraz převrácený a skutečný
5, 6 obraz vzpřímený a zdánlivý
PŘÍČNÉ ZVĚTŠENÍ (měřítko optického zobrazení) - Z: Poměr výšky y' obrazu a výšky y
předmětu:
Výškám y a y' přisuzujeme nad optickou osou kladnou hodnotu a pod optickou osou zápornou hodnotu. Proto Z
< 0 znamená obraz převrácený a Z > 0 obraz vzpřímený. Při Z > 1 je obraz zvětšený, při Z = 1 je obraz
stejně veliký jako předmět a při Z< 1 je obraz zmenšený. Platí:
ČOČKA
: Průhledné stejnorodé těleso ohraničené hladkými optickými, nejčastěji kulovými plochami (popř.
kulovou a rovinnou plochou), které se používá k optickému zobrazení.
stránka 138
SPOJKA: Čočka, která při optickém zobrazení mění svazek rovnoběžných světelných paprsků ve svazek
paprsků sbíhavých. Podle optických ploch, jimiž je spojka omezena, rozlišujeme čočku:
dvojvypuklou (bikonvexní - 6-5a), ploskovypuklou (plankonvexní - 6-5b), dutovypuklou (konkávkonvexní - 65c).
Ve schématech spojku zobrazujeme
.
Obr. 6-5 Spojka
ROZPTYLKA: Čočka, která při optickém zobrazení mění svazek rovnoběžných světelných paprsků ve
svazek paprsků rozbíhavých. Podle optických ploch, jimiž je rozptylka omezena, rozlišujeme čočku: dvojdutou
(bikonkávní - 6-5d), ploskodutou (plankonkávní - 6-5e), vypuklodutou (konvexkonkávní - 6-5f)
Ve schématech rozptylku zobrazujeme zobrazujeme
.
Obr. 6-5 Rozptylka
STŘEDY OPTICKÝCH PLOCH - C1, C2: Středy křivosti kulových optických ploch, které
ohraničují čočku.
POLOMĚRY KŘIVOSTI OPTICKÝCH PLOCH - r1, r2: Poloměry kulových
optických ploch, které ohraničují čočku.
OPTICKÁ OSA ČOČKY: Přímka procházející středy optických ploch C1, C2.
VRCHOLY ČOČKY - V1, V2: Průsečíky optické osy s optickými plochami ohraničujícími čočku.
stránka 139
OPTICKÝ STŘED ČOČKY - O: Střed úsečky V1V2. U tenké čočky je délka úsečky V1V2
zanedbatelná a body V1, V2, O splývají.
PŘEDMĚTOVÝ PROSTOR: Prostor před čočkou, v němž je umístěn předmět. Ve schématech
optického zobrazení je předmětový prostor obvykle vlevo.
OBRAZOVÝ PROSTOR
: Prostor za čočkou, v němž se světelné paprsky po průchodu čočkou
protínají a vytvářejí tak skutečný obraz předmětu.
OHNISKO ČOČKY
: Bod na optické ose, v němž se protínají po průchodu čočkou světelné paprsky
rovnoběžné s optickou osou (obrazové ohnisko), popř. paprsky vycházející z ohniska jsou po průchodu čočkou
rovnoběžné (předmětové ohnisko). U tenké spojky (obr. 6-6a) jsou obě ohniska ve stejné vzdálenosti od
optického středu čočky v předmětovém prostoru (předmětové ohnisko F) a obrazovém prostoru (obrazové
ohnisko F'). U tenké rozptylky (obr. 6-6b) je předmětové ohnisko v prostoru obrazovém a obrazové ohnisko v
prostoru předmětovém.
Obr. 6-6
OHNISKOVÁ VZDÁLENOST ČOČKY - f: Vzdálenost ohniska od optického středu
čočky. U tenké čočky: f = FO = F'O. Ohnisková vzdálenost spojky je ve smyslu znaménkové konvence
kladná a rozptylky záporná.
Pro tenkou čočku, jejíž optické plochy mají poloměry křivosti r1 a r2, okolní prostředí má index lomu n1 a optické
prostředí uvnitř čočky (obvykle sklo) má index lomu n2, platí:
stránka 140
OPTICKÁ MOHUTNOST ČOČKY - ϕ: Reciproká hodnota ohniskové vzdálenosti čočky:
Jednotkou je dioptrie D:
[ϕ] = D = m–1
ZOBRAZOVACÍ ROVNICE TENKÉ ČOČKY
: Rovnice umožňující výpočet jedné
z veličin a, a', f, jsou-li známy zbývající dvě. Tvar zobrazovací rovnice je stejný jako u kulového zrcadla a
označuje se jako Gaussova zobrazovací rovnice:
Používá se také Newtonova zobrazovací rovnice:
xx' = f2
(x, x' jsou vzdálenosti předmětu a obrazu od ohnisek)
Přehled zobrazení tenkou čočkou je v tabulce 6-2:
Tabulka 6-2
Zobrazení spojkou (f > 0)
Vzdálenost
Velikost obrazu Zvětšení Z
předmětu
obrazu
1
2
3
4
5
a > 2f
a = 2f
2f > a > f
a=f
a<f
6
∞>a>0
2f > a' > f
a' = 2f
a' > 2f
a' → ∞
0 < a' < ∞
y' < y
y' = y
y' > y
y' → ∞
y' > y
Z < 1
Z = 1
Z > 1
Z→∞
Z>1
Zobrazení rozptylkou (f < 0)
a' < 0
0 < y' < y
Z<1
1 až 3 obraz převrácený a skutečný
5, 6 obraz vzpřímený a zdánlivý
Obr. 6-7
Pro měřítko optického zobrazení tenké čočky platí stejné vztahy jako pro kulové zrcadlo.
stránka 141
ZOBRAZOVACÍ VADA ČOČKY
: Vlastnost skutečné čočky, která je příčinou vzniku
odchylky od ideálního optického zobrazení. Nejčastější je otvorová vada (příčinou je zobrazení širším svazkem
paprsků, než odpovídá paraxiálnímu prostoru) a barevná vada (příčinou je disperze světla, která způsobuje, že
ohniska pro paprsky různých barev neleží ve stejných bodech na optické ose).
OKO
: Spojná optická soustava, kterou tvoří čočka (1), oční mok (2), rohovka (3), sklivec (4) a zornice (5) ve
funkci clony. Oční čočka vytváří skutečný obraz na sítnici (6) s velkým počtem světlocitlivých buněk - tyčinek a
čípků.
Obr. 6-8
TYČINKY: Zakončení zrakového nervu v sítnici umožňující černobílé vidění.
ČÍPKY: Zakončení zrakového nervu v sítnici umožňující vnímání barev.
ŽLUTÁ SKVRNA
: Nejcitlivější místo na sítnici v okolí průsečíku sítnice s optickou osou oka (8), v
němž je největší hustota tyčinek a čípků.
AKOMODACE OKA
: Schopnost oka měnit optickou mohutnost oční čočky a tím vytvářet na
sítnici ostrý obraz předmětů v různých vzdálenostech od oka.
BLÍZKÝ BOD: Nejbližší bod, který se ještě zobrazí ostře na sítnici při největší akomodaci oční čočky.
VZDÁLENÝ BOD: Nejvzdálenější bod od oka, který je ostře zobrazen bez akomodace oční čočky.
KONVENČNÍ ZRAKOVÁ VZDÁLENOST - d: Nejmenší vzdálenost předmětu od
oka, v níž můžeme předmět pozorovat delší dobu bez větší únavy oka. Dohodou je stanoveno d = 25 cm.
ZORNÝ ÚHEL
- τ: Úhel sevřený mezi paprsky vycházejícími z krajních bodů pozorovaného předmětu
a procházejícími optickým středem čočky (obr. 6-9).
Obr. 6-9
stránka 142
OKO KRÁTKOZRAKÉ: Oko, u kterého vzniká obraz velmi vzdáleného bodu před sítnicí. Vada
se koriguje rozptylkou.
Obr. 6-10a
OKO DALEKOZRAKÉ
: Oko, jehož blízký bod je ve větší vzdálenosti od oka a oko se nemůže
akomodovat na předměty v malé vzdálenosti od oka. Vada se koriguje spojkou.
Obr. 6-10b
OPTICKÝ PŘÍSTROJ
: Přístroj určený k zobrazování nebo k měření fyzikálních vlastností světla
vyzařovaného různými zdroji a vlastností optických prostředí. Subjektivní optické přístroje slouží k pozorování
zdánlivých obrazů okem (lupa, mikroskop, dalekohled), objektivní přístroje slouží k záznamu obrazu a k jeho
reprodukci (fotografický přístroj, promítací přístroj).
ROZLIŠOVACÍ SCHOPNOST: Schopnost optické soustavy zobrazit dva blízké body jako
body různé.
ROZLIŠOVACÍ MEZ: Nejmenší úhlová nebo délková vzdálenost dvou bodů, jejichž obrazy
vytvořené danou optickou soustavou lze právě rozlišit.
ÚHLOVÉ ZVĚTŠENÍ
- γ: Poměr zorného úhlu, pod kterým pozorovatel vidí zdánlivý obraz
předmětu vytvořený optickou soustavou, a zorného úhlu, pod nímž pozorovatel vidí předmět v konvenční
zrakové vzdálenosti:
(τ′ je zorný úhel obrazu, τ je zorný úhel předmětu)
LUPA: Spojná čočka určená k pozorování drobných objektů. Její ohnisková vzdálenost je menší než
konvenční zraková vzdálenost (f < d) a objekt pozorujeme ve vzdálenosti a ≤ f. Platí:
stránka 143
MIKROSKOP: Optický přístroj, který slouží k pozorování detailů drobných objektů. Jeho optickou
soustavu tvoří objektiv a okulár.
Obr. 6-11
OBJEKTIV MIKROSKOPU
: Spojná optická soustava s malou ohniskovou vzdáleností, která
vytváří skutečný, zvětšený a převrácený obraz objektu umístěného před objektivem ve vzdálenosti nepatrně
větší, než je ohnisková vzdálenost objektivu. Pro příčné zvětšení Z1 objektivu o ohniskové vzdálenosti f1 platí:
(∆ je optický interval mikroskopu)
OPTICKÝ INTERVAL MIKROSKOPU - ∆: Vzdálenost mezi obrazovým ohniskem
objektivu a předmětovým ohniskem okuláru:
stránka 144
OKULÁR MIKROSKOPU: Spojná optická soustava, která při pozorování obrazu vytvořeného
objektivem plní funkci lupy. Ohnisková vzdálenost okuláru f2 je větší než ohnisková vzdálenost f1 objektivu (f2 >
f1). Pro příčné zvětšení Z2 okuláru platí:
(d je konvenční zraková vzdálenost)
Celkové úhlové zvětšení mikroskopu je určeno součinem zvětšení Z1 objektivu a zvětšení Z2 okuláru:
DALEKOHLED: Optický přístroj, kterým se zvětšuje zorný úhel, pod nímž pozorovatel vidí vzdálený
objekt. Skládá se z objektivu a okuláru. Dalekohled, jehož objektivem je spojná čočka, se nazývá refraktor.
Pokud je objektivem duté zrcadlo, jde o reflektor (zrcadlový dalekohled).
KEPLERŮV DALEKOHLED: Dalekohled, jehož objektivem i okulárem jsou spojky.
Objektiv vytváří skutečný a převrácený obraz, který je pozorován pomocí okuláru. Uplatňuje se hlavně při
pozorování v astronomii. Pro úhlové zvětšení dalekohledu s objektivem o ohniskové vzdálenosti f1 a s okulárem
o ohniskové vzdálenosti f2 platí:
Obr. 6-12
TRIEDR
: Systém Keplerova dalekohledu opatřený soustavou hranolů, kterými se převrácený obraz mění
na obraz vzpřímený. V této úpravě je určen pro pozemské (terestrické) pozorování.
GALILEŮV DALEKOHLED: Dalekohled, jehož objektivem je spojka a okulárem rozptylka.
Pozorovatel vidí zdánlivý, ale vzpřímený obraz pozorovaného objektu.
stránka 145
ZRCADLOVÝ DALEKOHLED: Objektivem dalekohledu je parabolické zrcadlo, které
vytváří skutečný obraz vzdáleného objektu. Ten se pozoruje okulárem ve funkci lupy.
Obr. 6-13
PROJEKTOR: Optický přístroj, který slouží k vytvoření skutečného a zvětšeného obrazu na projekční
ploše. Předmětem je prosvětlený diapozitiv (diaprojektor), obrazové políčko kinematografického filmu (filmový
projektor), obraz na transparentní fólii (zpětný projektor), popř. dobře osvětlená neprůhledná obrazová předloha
(epiprojektor).
FOTOGRAFICKÝ PŘÍSTROJ: Optický přístroj umožňující krátkodobé osvětlení (expozici)
citlivé vrstvy fotografického filmu, čímž vzniká trvalý záznam obrazu vytvořeného objektivem přístroje.
SVĚTELNOST OBJEKTIVU: Poměr průměru D největší vstupní plochy objektivu a
ohniskové vzdálenosti f objektivu (D/f).
CLONA: Zařízení, které umožňuje měnit průměr svazku paprsků vstupujících objektivem do
fotografického přístroje. Velikost clony vyjadřuje clonové číslo. Je to poměr ohniskové vzdálenosti f objektivu a
průměru D vstupní plochy objektivu s danou clonou (f/D). U objektivů fotografických přístrojů se používají
normalizované řady clonových čísel.
6.3 Vlnová optika
VLNOVÁ DÉLKA SVĚTLA
- λ: Základní charakteristika světla jako vlnění. Je funkcí
frekvence f světla. Vlnová délka světla ve vakuu je:
V prostředí o indexu lomu n má světlo vlnovou délku:
OPTICKÁ DRÁHA - l: Dráha, kterou by světlo urazilo ve vakuu za stejnou dobu, za kterou v
optickém prostředí o indexu lomu n urazí dráhu s:
l = ns
stránka 146
INTERFERENCE SVĚTLA: Skládání světelných vln, které se projevuje tím, že v určitém bodě
prostoru se zvětší, popř. zmenší výsledná intenzita světla. Výsledkem pozorovatelné interference, která je
podmíněna koherencí světelného vlnění, je vznik interferenčního obrazce.
O výsledku interference světelných vln rozhoduje jejich dráhový rozdíl. Jestliže v prostředí o indexu lomu n
jedno vlnění urazí při šíření ze zdroje světla optickou dráhu l1 a druhé vlnění optickou dráhu l2, je dráhový rozdíl:
(∆s je rozdíl délky geometrických drah světla)
Dráhovému rozdílu ∆l odpovídá fázový rozdíl světelných vln v uvažovaném bodě:
V místech, která splňují podmínku
,
popř.
vzniká interferenční maximum.
V místech, pro která platí
,
popř.
vzniká interferenční minimum. (k = 0, 1, 2, ...)
KOHERENCE SVĚTELNÉHO VLNĚNÍ: Vztah mezi světelnými vlnami stejné
frekvence, který se projevuje při konstantním fázovém rozdílu vln.
INTERFERENČNÍ OBRAZEC: Obrazec, který vzniká v důsledku interference koherentních
světelných vln na vhodně umístěném stínítku. V nejjednodušším případě je tvořen soustavou světlých a tmavých
proužků.
stránka 147
YOUNGŮV POKUS: Historický pokus (T. Young, 1801), kterým byla prokázána vlnová povaha
světla. Světelné vlnění vymezené štěrbinovým zdrojem světla dopadá na dvojici otvorů, které se stávají
bodovými zdroji koherentního světelného vlnění. Na stínítku vzniká interferenční obrazec v podobě světlých a
tmavých proužků kolmých na směr spojnice otvorů.
Obr. 6-14
NEWTONOVA SKLA
: Historické zařízení umožňující pozorovat interferenci světla při odrazu,
popř. při průchodu tenkou vzduchovou vrstvou proměnné tloušťky. Tvoří je planparalelní deska, k níž je
přiložena ploskovypuklá čočka o velkém poloměru křivosti. Při odrazu, popř. průchodu monofrekvenčního
světla vzniká interferenční obrazec v podobě světlých a tmavých kroužků (Newtonovy kroužky). Při použití
bílého světla jsou kroužky zbarvené.
Pro poloměr rk světlého Newtonova kroužku v odraženém světle o vlnové délce λ platí:
(k = 1, 2, 3, ..., R je poloměr křivosti ploskovypuklé čočky)
INTERFEROMETR: Optický přístroj, v němž je interference světla využita k měření různých
veličin (nejčastěji vlnových délek spektrálních čar a indexu lomu čirého optického prostředí).
HOLOGRAFIE
: Metoda zobrazení reality založená na interferenci koherentního světelného vlnění
laseru, která umožňuje vnímat obraz předmětu prostorově.
HOLOGRAM: Záznam obrazu v podobě interferenčního obrazce, který umožňuje rekonstruovat
světelné pole nesoucí informaci o třírozměrném předmětu.
OHYB (difrakce) SVĚTLA
: Jev, který nastává, když vlnění dopadá na rozhraní s překážkou a
za překážkou se šíří jinak, než odpovídá zákonu přímočarého šíření světla.
OHYBOVÝ OBRAZEC: Obrazec, který vzniká na vhodně umístěném stínítku za překážkou
(např. hranou, štěrbinou nebo neprůhledným vláknem) v důsledku difrakce světla.
stránka 148
OHYB SVĚTLA NA ŠTĚRBINĚ: Jev, který nastává při průchodu světla úzkou štěrbinou Š.
Na stínítku St za štěrbinou vzniká ohybový obrazec, v jehož středu je výrazné interferenční maximum a po obou
stranách se střídají interferenční minima a maxima. Čím je štěrbina užší, tím větší je vzdálenost mezi
interferenčními minimy, což znamená, že ohyb světla je výraznější. Pro ohybové minimum platí:
Pro ohybové maximum platí:
(a je šířka štěrbiny, α je úhel sevřený dopadajícím a odchýleným paprskem, k = 0, 1, 2, ...)
Obr. 6-15
OPTICKÁ MŘÍŽKA: Soustava velkého počtu štěrbin v malé vzájemné vzdálenosti, na níž vzniká
při průchodu světla výrazný ohyb světla. Pro ohybová maxima při ohybu světla na optické mřížce platí:
(b je perioda mřížky)
PERIODA MŘÍŽKY - b: Vzdálenost sousedních štěrbin v optické mřížce.
MŘÍŽKOVÉ SPEKTRUM: Spektrum světla vytvořené optickou mřížkou. Obvykle maximum 1.
řádu, v němž jsou polohy spektrálních čar lineární funkcí vlnové délky.
POLARIZACE SVĚTLA: Vlastnost světla, která je dána přesně určeným směrem vektorů E a B
ve světelné elektromagnetické vlně. V linerárně polarizované světelné vlně kmitá vektor E stále v jedné rovině.
BREWSTERŮV ÚHEL
- αB: Úhel dopadu světla na rozhraní optických prostředí, při němž je
odražené světlo úplně linárně polarizováno. Odražený a lomený paprsek svírají v tomto případě úhel 90°. Při
odrazu na rozhraní s prostředím o indexu lomu n je Brewsterův úhel αB určen vztahem:
tg αB = n
Pro n = 1,5 (sklo) je αB = 56°.
ANIZOTROPNÍ OPTICKÉ PROSTŘEDÍ: Optické prostředí v krystalu, v němž je
rychlost světla v různých směrech různá.
stránka 149
OPTICKÁ OSA KRYSTALU
: Směr v anizotropním krystalu, v němž rychlost lineárně
polarizovaného světla nezávisí na poloze kmitové roviny světelné vlny vzhledem ke krystalu.
DVOJLOM: Jev v anizotropním optickém prostředí, při němž se světelný paprsek dopadající na krystal v
jiném směru, než ve směru optické osy rozpadá na dva paprsky: paprsek řádný a paprsek mimořádný. Světlo
obou paprsků je úplně polarizováno a vektory E světelných paprsků kmitají v rovinách navzájem kolmých.
DICHROISMUS: Vlastnost anizotropního optického prostředí, která se projevuje tím, že se různě
polarizované světelné vlny rozdílně v daném prostředí absorbují.
POLAROID: Speciální polarizační filtr tvořený dvěma vrstvami plastického materiálu, mezi nimiž jsou
ultramikroskopické krystaly látky zvané herapatit (směs síranu chininu s kyselinou sírovou, jodovodíkovou a
jodem). Tato látka je dvojlomná a při vhodném uspořádání krystalů se světlo řádného paprsku absorbuje a
vychází jen úplně polarizované světlo mimořádného paprsku.
OPTICKY AKTIVNÍ LÁTKA: Látka, která stáčí kmitovou rovinu polarizovaného světla.
POLARIMETRIE
: Metoda zkoumání fyzikálních a chemických vlastností látek na základě stočení
kmitové roviny lineárně polarizovaného světla, které látkou prochází.
POLARIMETR: Přístroj k měření úhlu stočení roviny lineárně polarizovaného světla po jeho průchodu
opticky aktivní látkou nebo k měření stupně polarizace částečně polarizovaného světla. Hlavními částmi
polarimetru jsou polarizátor a analyzátor.
POLARIZÁTOR: Vstupní část polarimetru, v níž se přirozené světlo ze zdroje světla lineárně
polarizuje.
ANALYZÁTOR
: Výstupní část polarimetru, kterou se určuje úhel stočení kmitové roviny lineárně
polarizovaného světla po průchodu zkoumanou látkou.
FOTOELASTICIMETRIE
: Metoda zkoumání mechanických napětí v modelech různých
technických objektů založená na umělé anizotropii materiálu, z něhož je model zhotoven, vyvolané deformací
modelu. Model je vložen mezi polarizátor a analyzátor a podle lokálního stočení kmitové roviny polarizovaného
světla vzniká obrazec poskytující informaci o rozložení mechanických napětí v modelovaném objektu.
6.4 Fotometrie
FOTOMETRIE
: Obor optiky, který se zabývá měřením energie přenášené optickým zářením a
prostorovým rozložením tohoto záření z hlediska jeho účinků na zrak (subjektivní vnímání), popř. na detektory
optického záření. Z hlediska subjektivního vnímání charakterizují přenos energie optického záření fotometrické
veličiny.
RADIOMETRIE: Obor, který se zabývá objektivním měřením přenosu energie optického, ale i jiných
druhů záření (např. jaderného). Obecné vlastnosti zdrojů záření a přenosu energie zářením charakterizují
radiometrické veličiny.
ZÁŘIVÁ ENERGIE - Ee: Celková energie přenášená elektromagnetickým zářením.
stránka 150