Interaktívne a zábavné aktivity pre deti
Cieľ lekcie:
Žiaci sa dozvedia, čo je to periskop, na akom princípe funguje a na čo sa používa. Získané znalosti si overia na vlastnom modeli periskopu.
Opýtajte sa Vašich detí:
Optika sa zaoberá skúmaním podstaty svetla a zákonitostí svetelných javov, ktoré vznikajú pri šírení svetla a pri vzájomnom pôsobení svetla a látky. Do optiky sa tiež zahŕňajú aj účinky svetelného žiarenia, ktoré je skúmané v chémii, biológii, lekárstve, psychológii... Optika patrí spolu s mechanikou k najstarším odborom fyziky. Súvisí to s tým, že človek získava zrakom viac ako 80 % informácií o svete. Optika umožnila preniknúť aj do oblasti, ktorá je pre ľudské oko nedostupná.
Optika
Obrázok Refraction Prism Optics od OpenClipartVectors [Public Domain] via Pixabay
Svetlo je priame elektromagnetické vlnenie, ktoré k svojmu šíreniu nepotrebuje žiadne látkové prostredie (šíri sa teda napr. vákuum). Rovnako ako iné druhy vlnenia, charakterizuje svetlo aj vlnová dĺžka. Ako svetlo sa označuje elektromagnetické vlnenie, na ktoré je citlivý ľudský zrakový orgán. Fyziologický vnem, nazývaný ako videnie, vyvoláva elektromagnetické vlnenie s vlnovou dĺžkou 390 nm až 790 nm.
Svetlo s rôznou frekvenciou vyvoláva u človeka rôzny vnem, ktorý charakterizujeme ako farbu svetla. Svetelný interval je vymedzený fialovou farbou (s vlnovou dĺžkou 390 nm) a červenou farbou (s vlnovou dĺžkou 790 nm). Toto vymedzenie je ale orientačné, pretože je ovplyvňované individuálnymi vlastnosťami ľudského zraku. Naviac najcitlivejšie je oko na žltozelenú farbu (s vlnovou dĺžkou 550 nm). Skladaním svetiel rôznych farieb sa zaoberá kolorimetria, ktorej poznatky sú dôležité napr. na prenos záznamu a reprodukcii signálu farebnej televízie...
Šírenie svetla je ovplyvňované vlastnosťami prostredí, ktorými svetlo prechádza. Môžu nastať tieto prípady:
Látky ktorými svetlo prechádza označujeme ako optické prostredie. To môže byť:
Ak dopadá svetlo na rozhranie dvoch optických prostredí (s rôznym indexom lomu), potom sa čiastočne odráža a čiastočne prechádza z jedného prostredia do druhého. Tento jav nazývame odraz a lom svetla.
Ak dopadá svetlo na rozhranie dvoch prostredí pod uhlom a, odráža sa s uhlom a'. Veľkosť uhlu odrazu a' sa rovná veľkosti uhlu dopadu a, tj. a = a'. Odrazený lúč leží v rovine dopadu. Pri odraze a lome svetla platí zákon vymeniteľnosti lúčov, teda dopadajúci a odrazený, poprípade dopadajúci a lomený lúč je možné vzájomne zameniť.
Periskop je optické zariadenie, ktoré umožňuje výhľad zo zakrytého miesta. Periskop je optické zariadenie, ktoré umožňuje výhľad zo zakrytého miesta. Názov periskop pochádza z gréckeho slova, ktoré znamená „obzrieť sa“. Periskop umožňuje bočný posun prijímaného svetelného lúča a využíva odraz svetelných lúčov na rovinných zrkadlách. Periskop funguje na princípe vertikálneho tubusu na koncoch vybavený zrkadlami, ktoré sú naklonené pod uhlom 45°, a to tak aby odrážal vonkajší obraz. Lúč sa tak odráža od prvého zrkadla ku druhému a od neho sa potom dostáva ku pozorovateľovi. Obraz nie je prevrátený, pretože prevrátenie od jedného zrkadla sa vyruší odrazom od druhého. Najjednoduchší periskop je tvorený dvojicou zrkadiel, z ktorých prvý odráža svetelný lúč koľko k pôvodnému smeru a druhé späť do pôvodného smeru, len posunutý o vzdialenosť zrkadiel.
Princíp periskopu
A - Periskop s dvoma rovinnými zrkadlami
B - Periskop s dvoma hranolmi
1 - 2 - Zrkadlá
3 - 4 - Hranoly
5 - 6 - Oko pozorovateľa
7 - 8 - Tubus
H - Optická výš
Obrázok Simpleperiscopes od Tamasflex [CC BY-SA 3.0] via Wikimedia commons
Periskop sa používa predovšetkým vo vojenstve, kde umožňuje výhľad, aj bez toho aby bol pozorovateľ vystavený priamej streľbe. Je dôležitou súčasťou vybavenia ponoriek a bojových vozidiel, používa sa ale aj v ďalších oboroch.
Ponorkový periskop je optická sústava, v ktorej je okrem zrkadiel aj sústava šošoviek. Tento typ periskopu nezmenšuje zorný uhol ani pri mnohometrovom posune lúča. Periskop používajú ponorky pri ponorení tesne pod hladinu. Je v nich ale naviac rada šošoviek, aby mohol periskop fungovať aj ako ďalekohľad.
Periskop v ponorce
Obrázok MOHAI Periscope od Kathleen Kennedy Knies [CC BY-SA 3.0] via Wikimedia commons
Obraz v periskopu ponorky
Obrázok Up Persicope! od Joe HF [CC BY-SA 4.0] via Sketchport
Na princípe periskopu pracujú aj binokulárne delostrelecké zameriavacie systémy. Tieto systémy skladajú obraz s dvojice objektívov a na základe parely obrazov cieľ umožňujú určiť jeho vzdialenosť. Najväčšie systémy tohto druhu, vyrobené pre bojové lode mali základňu dlhú niekoľko metrov.
Pokiaľ Vás téma zaujala a chcete sa dozvedieť viac:
Potrebujete poradiť? Napíšte nám infosk@vedanasbavi.sk
Môžeme Vám pomôcť?
Nedarí sa Vám dokončiť prihlášku? Pokiaľ máte problém, neváhajte nás kontaktovať:
Email: infosk@vedanasbavi.sk