Lžička světla
25. 6. 2008
Už jste se někdy dívali na svůj odraz ve lžičce? Pokud ano, určitě jste zjistili, že se vidíte buď správně, nebo vzhůru nohama – záleží na tom, z jaké strany lžičky se pozorujete. Je to světelný klam, nebo je to jen způsob, jak náš mozek tvoří obrazy? Michael to vše vysvětlí během mžiku!
Michael: Mirror, mirror on the wall, who is the fairest …
Pověz mi zrcadlo, kdo je v zemi zdejší …
Filip: … of them all?
… i na světě nejkrásnější?
Michael: Mirror, mirror …
Filip: … on the wall, …
Michael: … who is the fairest …
Filip: … who is the fairest …
Michael: … of them all?
Už tisíce let používáme odraz světla k odesílání signálů a informací. A také k péči o svůj vzhled.
Michael:Některé předměty odrážejí světlo velmi dobře. Říkáme jim zrcadla.
Most mirrors are made from thin layers of aluminum or silver metal deposited onto very smooth pieces of glass or plastic.
Většina zrcadel je vyrobena z tenké vrstvy hliníku nebo stříbra, nanesené na velmi hladkém kusu skla nebo plastu.
Ale abychom rozuměli zrcadlům, musíme se napřed podívat na … světlo.
Filip: Světlo ve skutečnosti tvoří malé dávky energie nebo částice, které nazýváme fotony. Ty reagují různě, když narážejí na různé předměty.
20:08 Michael:
For example, photons of light might pass straight through an object such as water, …
Fotony například mohou projít látkou jako je voda, …
Michael: … be absorbed or partially absorbed by objects such as a leaf, …
… mohou být částečně nebo zcela pohlceny listem, …
Michael: … or be reflected off non-transparent surfaces such as a mirror.
… nebo se odrazit od neprůhledného povrchu jaký má zrcadlo.
Michael: Nazdar, lidi! … No nazdar.
Michael: What you see in a mirror depends on how the light bounces off it into your eyes.
Co v zrcadle vidíte, závisí na tom, jak se světlo odrazí od něj do vašich očí.
Když světlo dopadne na zrcadlo, odrazí se od něj stejně, jako tento míček. Jestliže míček hodíte přímo na ploché zrcadlo, odrazí se také přímo zpět. Když je však zrcadlo zakřivené, míček udeří do jeho povrchu pod určitým úhlem a pod stejným úhlem se také odrazí zpět. Když se tedy díváte do plochého zrcadla, vidíte svůj odraz ve stejné velikosti ale stranově obráceně.
Při pohledu do dutého zrcadla mohou nastat dvě možnosti. Bude-li zrcadlo blízko oka, uvidíte jeho zvětšený neobrácený obraz. Dále od zrcadla uvidíte svůj obraz obrácený a zmenšený.
Po dopadu na vypuklé zrcadlo se rovnoběžné paprsky odrážejí do stran. Náš zrak je pak vnímá jako obraz zdánlivý a zmenšený.
Filip: Tyto odrazy světla můžete pozorovat každý den v domácnosti – například v naběračce.
Michael: Budeme-li držet dutou stranu lžíce blízko oka, uvidíme jeho zvětšený, podlouhlý obraz. Zkus to …
Filip: Ukaž … Ano, je to tak. Pokud naběračku oddálíme, spatříme v ní zmenšený odraz celého obličeje, který je vzhůru nohama.
Michael: In English we call this concave mirrors. Dentists use concave mirrors to make your teeth look bigger, so they can examine your mouth a bit more easily.
Anglicky to nazýváme konkávní (vydutá) zrcadla. Ta používají zubaři, aby zvětšili obraz zubů a snadněji je pak prohlédli.
Otevřete prosím … Otevřete … Sestřičko, napište: “Všechny ven”.
Michael: Convex mirrors thus fool our brains into belief that the image we see in them originates from a point somewhere behind the actual mirror.
Konkávní (vypuklá) zrcadla naopak vedou naše mozky k přesvědčení, že obraz, který v nich vidíme, vychází z místa někde za skutečným zrcadlem.
To má efekt, že skutečný předmět je blíž k zrcadlu, než vypadá.
Filip: A na to by si měli dát pozor řidiči na nepřehledných křižovatkách, protože ve vypuklém zrcadle, které tam často bývá umístěno, se auto jeví dál, než je ve skutečnosti.
Objektem dalšího pokusu je zrcadlo v Michaelově koupelně.
Michael: A teď se podíváme spolu do nekonečna.
Je to vlastně řada postupných odrazů mezi dvojicí zrcadel. I zde funguje perspektiva – vzdálenější předměty jsou menší. Tady je tunel do nekonečna. Počet odrazů mezi těmito dvěma zrcadly teoreticky není omezen. Ovšem ve skutečnosti odrazy postupně slábnou. Je to důsledek malé ztráty světla při každém odrazu.
Zrcadlovou neboli odraznou plochu si můžete snadno udělat doma sami. Michael s Filipem zvolili jako podložku lepenku. Na ni přichytili samolepicí hliníkovou fólii. Jak jsme zjistili, lepenka nemá příliš hladký povrch, a tak ani odrazná plocha není dokonale hladká. Je proto vhodnější použít překližku nebo plexisklo, jak to uvidíte u dalšího pokusu.
Z odrané plochy jsme si vyřízli tři stěny a slepením vytvořili odrazný roh. To je základ mini-kaleidoskopu se třemi zrcadly. V tomto optickém prostoru vzniká obraz při každém odrazu světla od odrazné plochy. Na stejném principu jsou konstruovány nejen odrazky pro kola nebo školní aktovky, ale třeba i odrazné prvky na kosmických sondách pro velmi přesné mapování zemského povrchu pomocí laserových paprsků.
To je slibovaný podklad z průhledného plexiskla a na něj teď s Michaelem lepíme průhlednou fólii s jemným vzorem. Náš závěrečný pokus z království optiky vám představí muže dvou tváří – třeba pány Jeckylla a Hyda. Tentokrát jsme kombinovali odraz Michaelovy tváře od přední strany fólie s Filipovým obrazem, který průhlednou fólií procházel z opačné strany. Rozhodující bylo, na kterou z obou tváří dopadalo silné světlo.
Michael: Mirror, mirror on the wall, who is the fairest …
Filip: … of them all?
Michael: No tak to řekni!
Filip: Řekni.
Michael: Ať to víme, viď?
Filip: Hm …
Michael: A všem přeji hezké prázdniny. Uvidíme se zase v září.
Autoři: Vladimír Kunz, Michael Londesborough