Experimenty k předmětu VOAF

2. Kmity struny a postupné vlnění

Příčné stojaté vlny na struně

Ukázka jednotlivých módů vybuzených na struně s pevnými konci.

Podélné stojaté vlny na pružině

Ukázka módů podélných stojatých vln vybuzených na pružině pomocí vibračního generátoru.

3. Disperzní vztah, vlnové balíky, grupová rychlost

Fourierova transformace zvukového signálu

Ukázka časového průběhu zvukového signálu zaznamenaného mikrofonem a jeho příslušného frekvenčního spektra.

Spektrometr jako ukázka Fourierovy transformace

Spektrometr provádí Fourierovu transformaci světla do něj vstupujícího a zobrazuje jeho (frekvenční) spektrum jako funkci vlnové délky.

4. Odrazy vln

Odrazy vln demonstrované na torzním vlnostroji (YouTube)

Demonstrace odrazu vln na kraji (zakončení) torzního vlnostroje.

Demonstrace průchodu a odrazu vln na napojení dvou torzních vlnostrojů.

5. Vlny v prostoru

Interference rovinných vln

Pomocí Fresnelova zrcadla necháme na stínítku interferovat dvě rovinné vlny, jejichž směry šíření svírají malý úhel.

6. Elektromagnetické vlnění

Ukázka vlnovodu pro mikrovlnný zdroj

Nejprve jsou mikrovlny vedeny téměř beze ztrát ohebným vlnovodem. Druhá část demonstruje existenci minimální velikosti vlnovodu, kdy se v něm vlny ještě mohou šířit.

7. Polarizace

Polarizace mikrovln a polarizační filtr

Demonstrace průchodu lineárně polarizovaných mikrovln skrze lineární polarizátor.

Polarizace světla a Malusův zákon

Demonstrace Malusova zákona – změna intenzity lineárně polarizovaného světla procházejícího lineárním polarizátorem v závislosti na natočení osy propustnosti tohoto polarizátoru.

Polarizace a princip LCD displeje

Upravený LCD displej postrádá vrchní polarizační folii. Vlivem tohoto na něm není viditelný žádný obraz, jen bílá plocha. Přiložením vhodně natočeného lineárního polarizátoru můžeme obraz zviditelnit.

Dvojlom na krystalu islandského kalcitu

Islandský vápenec je materiál vykazující dvojlom. Vlivem tohoto jevu jsou paprsky světla s navzájem kolmou polarizací zalomeny pod různým úhlem. Na stínítku můžeme díky tomu pozorovat dva obrazy halogenové lampy každý tvořený lineárně polarizovaným světlem s na sebe kolmou polarizací.

Půlvlnová a čtvrtvlnová destička

Vlnové destičky způsobují fázový posun mezi dvěma na sebe kolmými polarizacemi. Demonstrujeme efekt čtvrtvlnové a půlvlnové destičky na lineárně polarizované světlo.

Optická aktivita cukrového roztoku

Demonstrujeme stáčení roviny lineárně polarizovaného světla po průchodu cukerným roztokem v monochromatickém a bílém světle.

Zákon odrazu, Snellův zákon lomu, totální odraz

Na optickém disku s půlkruhovou čočkou demonstrujeme zákon odrazu, Snellův zákon lomu a jev totálního odrazu.

Polarizace odrazem, Brewsterův úhel

Světlo se při odrazu částečně lineárně polarizuje. Pokud je úhel dopadu roven Brewsterovu úhlu (který je daný tím, že odražený a prošlý paprsek svírají pravý úhel), je odražené světlo lineárně polarizované se směrem polarizace kolmým na rovinu dopadu.

8. Interference a difrakce

Michelsonův interferometr

Michelsonův interferometr jako ukázka interference dvou paprsků v závislosti na jejich dráhovém rozdílu.

Koherenční délka a viditelnost interference

Michelsonův interferometr s nastavitelnou délkou dráhy jednoho z paprsků pro měření koherenční délky daného zdroje světla.

Difrakční obrazec od komplementárních přepážek

Difrakční obrazce od komplementárních přepážek jsou dle Babinetova principu mimo oblast dopadajícího světla stejné.

Fraunhoferova difrakce

Ukázka Fraunhoferovy difrakce na rozličných otvorech v přepážce: štěrbina, dvojštěrbina, difrakční mřížka, kruhový otvor.

Rozklad bílého světla na difrakční mřížce

Ukázka rozkladu světla se spojitým spektrem na difrakční mřížce.

Vliv nebodovosti zdroje na viditelnost difrakčního obrazce

Nebodový zdroj světla vysílající prostorově nekoherentní vlny má vliv na viditelnost (rozmazanost) difrakčního obrazce.

10. Limity klasické fyziky

Balmerova série vodíku

Balmerova výbojka vyzařuje světlo vzniklé excitací atomů vodíku. Spektrometrem si zobrazíme spektrum primárně v oblasti viditelného světla a porovnáme s předpovědí Rydbergovy formule.