Optika

Optika
Optika je vedná disciplína, ktorá sa zaoberá svetelnými javmi.
Spektrum žiarenia
Viditelné spektrum je iba malou castou spektra žiarenia, tzv. elektromagnetického
spektra. Do tohto spektra patria mimo iného aj žiarenie gama, röntgenové žiarenie,
ultrafialové žiarenie, infracervené alebo tepelné žiarenie a rádiové vlny. Všetky druhy
elektromagnetického žiarenia vrátane svetla sa pohybujú vo vákuu rýchlostou
približujúcou sa rýchlosti 300 000 km/s. Sú to elektromagnetické vlny, vlny vytvorené
zdrojom elektromagnetického vlnenia. Vlnová dlžka je vzdialenost medzi dvoma
susednými maximami vln. Podla velkosti vlnovej dlžky sa rozlišujú rôzne žiarenia
spektra žiarenia. Vlnová dlžka je urcená frekvenciou, ciže poctom kmitov
elektromagnetického zdroja (oscilátoru) za casovú jednotku – sekundu. Cím vyššia je
frekvencia, tým je kratšia vlnová dlžka.
Svetlo
Svetlo je velmi významnou formou energie. Je to tá cast elektromagnetického spektra,
ktoré nám umožnuje vidiet. Slnecné žiarenie nám taktiež poskytuje nevyhnutnú
energiu pre život, je súcastou najdôležitejšej chemickej reakcie – fotosyntézy. Všetky
predmety, ktoré vidíme, bud svetlo samé vyžarujú, alebo odrážajú svetlo inými
predmetmi. Zatial co viditelné svetlo je pre život na Zemi dôležité, iné casti
elektromagnetického spektra, ako napríklad röntgénové žiarenie a žiarenie gama je pre
živé bunky škodlivé. Pred týmito škodlivými zložkami elektromagnetického spektra nás
chráni magnetické pole Zeme a atmosféra.
Hranol
Trojboký kus skla, ktorému hovoríme hranol alebo prizma, oddeluje od seba všetky
zložky bieleho svetla. Svetlo prechádzajúce hranolom sa láme, ohýba, pretože sklo
spomaluje jeho rýchlost. Kedže každá farba má inú rýchlost, láme sa pod iným uhlom.
Po výstupe z hranola sú farby rozložené.
Dúha
Dúha vzniká pri dopade slnecných lúcov na kvapky dažda. Ked svetlo prechádza z
jednej látky do druhej, lúce jednotlivých farieb sa lámu pod rôznymi uhlami. Kedže
biele svetlo obsahuj lúce rôznych farieb, pri dopade na kvapky dažda sa svetlo rozkladá
na farebné spektrum.
Farebné spektrum
Vieme, že hranol rozkladá biele svetlo na jednotlivé farebné zložky. Tie z neho
vystupujú vždy v rovnakom poradí: fialová, tmavomodrá, modrá, zelená, žltá,
oranžová, cervená. Toto usporiadanie farieb sa nazýva spektrum.
Farebnost predmetov
Predmety sú rôznych farieb vdaka tomu, že rôznym spôsobom odrážajú svetlo, ktoré
na ne dopadá. Niektoré zložky bieleho svetla absorbujú, pohltia, iné sa od nich odrazia.
A my vidíme len tie farby, ktoré sa od predmetov odrazia. Práve toto odrazené svetlo
vytvára našu predstavu o farbe predmetov.
Základné a zmiešané farby
Základné farby sú také, z ktorých sa dajú ich správnym miešaním vytvorit všetky
ostatné farby. Miešanie farebných svetiel dáva celkom iné výsledky ako miešanie
náterových farieb. Cervené, zelené a modré svetlo sú základné farby v optike.
Zmiešaním cerveného, zeleného a modrého svetla v rozlicných pomeroch na ciernom
základe vytvoríme lubovolnú farbu spektra okrem ciernej. Zmiešaním zeleného a
modrého svetla vznikne azúrová (zelenomodrá), zmiešaním modrého a cerveného
svetla vznikne purpurová (modrocervená) farba a zmiešaním cerveného a zeleného
svetla vznikne žltá farba. Ak zmiešame všetky tri základné farby svetla – zelenú,
modrú a cervenú, vznikne biele svetlo.
V maliarstve existuje iný súbor základných farieb: azúrová, purpurová a žltá. Aj
zmiešaním týchto farieb na bielom podklade získame lubovolnú farbu okrem bielej.
Natierová azúrová farba je taká, ktorá pohlcuje cervené svetlo a odráža zelené a modré
svetlo. Purpurová farba zas pohlcuje zelené svetlo a odráža cervené a modré svetlo a
žltá farba pohlcuje modré svetlo a odráža zelené a cervené svetlo.
Co sa ale stane, ak zmiešame purpurovú a azúrovú náterovú farbu na bielom podklade
a zasvietime na nich biele svetlo? Kedže purpurová farba pohlcuje zelené svetlo a
azúrová farba pohlcuje cervené svetlo, výsledná farba bude pohlcovat aj cervené aj
zelené svetlo a odrážat bude všetko ostatné, teda modré svetlo. Kedže my vnímame
farebné predmety na základe farby, ktorú odrazia, predmet sa nám bude javit ako
modrý. Podobne zmiešaním azúrovej a žltej náterovej farbi na bielom podklade
dostaneme zelenú farbu a zmiešaním žltej a purpurovej farbi na bielom podklade
dostaneme cervenú farbu.