Fyzika pro gymnázia - Optika

Učebnice Optika navazuje v řadě tematických učebnic na učebnici Elektřina a magnetismus, která končí učivem o elektromagnetickém vlnění oboru rádiových vln. Logickým pokračováním tohoto učiva je výklad vlastností elektromagnetických vln kratších vlnových délek, k nimž vedle světla patří také infračervené a ultrafialové záření i záření rentgenové.
Optika patří k nejstarším oborům fyziky a má dlouhou historii. Během ní se vyvíjela od vysvětlování nejjednodušších jevů, které jsou důsledkem přímočarého šíření světla v různých optických prostředích, až po složité principy moderní optoelektroniky. Vývojovou linii optiky sleduje také posloupnost učiva, které vychází ze základních zákonů paprskové optiky a přes zobrazování optickými soustavami dospívá k vlnové optice a základním zákonům záření, které na počátku 20.století předznamenaly vývoj fyziky až ke kvantové teorii.
Výklad učiva vychází z poznatků, které žáci již získali v učivu základní školy a tyto poznatky dále rozvíjí. Výběr učiva odpovídá požadavkům Rámcového vzdělávacího programu pro gymnázia (RVP G) a přispívá k utváření a rozvíjení klíčových kompetencí, které jsou uvedeny na konci učebnice. Kromě toho jsou některé poznatky, které jsou pro celkové pochopení učiva podstatné, avšak RVP G je nezahrnuje, vyloženy jako doporučené rozšiřující učivo. Toto učivo je v učebnici graficky vyznačeno barevnou čárou podél textu. Méně významné poznatky, doplňující informace a údaje z historie fyziky jsou vytištěny menším typem písma (petitem). Za každou kapitolou je zařazeno stručné shrnutí učiva, které má sloužit hlavně k orientaci žáka při souhrnném opakování.
Učebnice je určena především pro výuku na gymnáziích ve vzdělávacích programech s větší hodinovou dotací předmětu fyzika a obsahem i zpracováním odpovídá přírodovědně zaměřené výuce. Výběr učiva splňuje veškeré požadavky na středoškolské vzdělání v dané oblasti fyziky a vyhovuje požadavkům na cílové vědomosti a dovednosti maturitní zkoušky z fyziky vymezené Standardem vzdělávání ve čtyřletém gymnáziu. Odpovídá také možným vstupním požadavkům z fyziky v přijímacím řízení na vysoké školy.

  1  Základní pojmy

• 1.1  Světlo jako elektromagnetické vlnění
• 1.2  Šíření světla
• 1.3  Odraz a lom světla
• 1.4  Úplný odraz světla
• Shrnutí učiva 1. kapitoly

  2  Zobrazování optickými soustavami

• 2.1  Optické zobrazování
• 2.2  Rovinné zrcadlo
• 2.3  Kulové zrcadlo
• 2.4  Čočky
• 2.5  Zobrazení tenkou čočkou
• 2.6  Oko
• 2.7  Podmínky zřetelného vidění. Lupa
• 2.8  Fotografický přístroj
• Shrnutí  učiva 2. kapitoly

  3  Vlnová optika

• 3.1  Interference světla
• 3.2  Ohyb světla
• 3.3  Polarizace světla
• Shrnutí učiva 3. kapitoly

  4  Elektromagnetické záření a jeho energie

• 4.1  Přehled elektromagnetického záření
• 4.2  Elektromagnetické záření látek
• 4.3  Spektra látek
• 4.4  Rentgenové zážení
• Shrnutí učiva 4. kapitoly

Výsledky úloh

Rejstřík

OBSAH CD

Rozšiřující učivo

R1   Základní pojmy

• R1.1  Měření rychlosti světla
• R1.2  Disperze světla
• R1.3  Barva světla
• R1.4  Úplný odraz světla v praxi

R2   Zobrazování optickými soustavami

• R2.1  Zvětšení optického zobrazení kulovým zrcadlem
• R2.2  Mikroskop
• R2.3  Dalekohled
• R2.4  Projekční přístroj

R3   Vlnová optika

• R3.1  Interference světla na tenké vrstvě
• R3.2  Ohyb světla na štěrbině
• R3.3  Ohyb světla na dvou štěrbinách a na optické mřížce
• R3.4  Holografie
• R3.5  Praktické využití polarizovaného světla

R4   Elektromagnetické záření a jeho energie

• R4.1  Základní pojmy fotometrie
• R4.2  Záření černého tělesa
• Výsledky úloh rozšiřujícího učiva

Teoretická cvičení

• Cvičení 1 - Lom světla
• Cvičení 2 - Zobrazovací soustavy
• Cvičení 3 - Vlnové vlastnosti světla
• Výsledky teoretických cvičení

Laboratorní cvičení

• Cvičení 1 - Měření indexu lomu
• Cvičení 2 - Měření ohniskové vzdálenosti čočky
• Cvičení 3 - Pozorování vlastností lidského oka
• Cvičení 4 - Určení úhlového zvětšení lupy
• Cvičení 5 - Měření vlnové délky světla optickou mřížkou
• Cvičení 6 - Měření vlnové délky světla pomocí CD
• Cvičení 7 - Měření osvětlenosti fotometrem

DOPLŇUJÍCÍ MATERIÁLY NA CD

Historické poznámky

Slovníček pojmů z optiky

Animace k učivu optiky

• A1  Odraz a lom světla
• A2  Zobrazení dutým zrcadlem 
• A3  Zobrazení vypuklým zrcadlem
• A4  Zobrazení spojkou
• A5  Zobrazení rozptylkou

Videoexperimenty k učivu optiky

• V1  Světlovod
• V2  Duté zrcadlo
• V3  Zobrazení spojkou
• V4  Difrakce světla
• V5  Polarizace světla
• V6  Spektrum světla
• Ochrana před UV zářením
• Žhavení vlákna žárovky
• Stáčení roviny polarizace
• Počítání fólií procházejícím světlem

Obrazové prezentace

• P1  Paprsková optika
• P2  Spektra látek
• P3  Tepelné záření