"Duha patří mezi časté a celkem neudivující úkazy. Neohlašuje ani jasné, ani deštivé dni. Zřejmě sluneční paprsek vnikne do dutého mraku a odražen barvitostí ukazuje směs mraků a hořících paprsků..."

Plinius Starší - Kapitoly o přírodě, (1. stol. n. l.) [19]

Snad nikoho nenechá chladným, spatří-li na obloze majestátní barevný oblouk duhy. V Bibli se o ní píše jako o znamení smlouvy mezi Bohem a lidmi. Jak vlastně vzniká, je to směs hořících paprsků, jak píše Plinius?

Nebo fata morgána - víla "Morgana" prý přináší obrazy vzdálených krajů a svádí poutníky v pouštích z cesty. Vydají se k zelené oáze, která se rozplyne, když se k ní přiblíží...

Zmíní-li se učitel o duze, fata morgáně (a i některých dalších optických jevech), získá okamžitě pzornost a zájem naprosté většiny studentů.

V současné době je velmi malý zájem o studium fyziky a dalších přírodních věd. S rozvojem poznání se do učebnic dostává stále více a více nové látky, zatímco hodinová dotace výuky zůstává stejná nebo se snižuje. Ve fyzice přibývá teoretických poznatků, které jsou pro studenty málo přitažlivé. Proč neukázat, že i fyzika může být zábavná a zajímavá? Studenty je potřeba zaujmout zajímavými partiemi, jako je např. astronomie nebo i atmosférická optika. Astronomii se dává prostor (např. ve 4. ročníku gymnázia), ale atmosférická optika, přestože je velmi zajímavá, je na základní a střední škole opomíjena. O duze je pouze malá zmínka v učebnici fyziky pro 7. ročník ZŠ [2] a na gymnáziu se v Doplňku učiva pro fyziku tříd se zaměřením na matematiku [5] ve 4. ročníku teoreticky řeší chod paprsků vodní kapkou v případě vzniku duhy. Fata morgána - neboli zrcadlení - je zmíněna pouze ve speciálním případě totálního odrazu slunečních paprsků nad zahřátou vozovkou v učebnici pro 4. ročník gymnázia [18].

I já jsem se s atmosférickou optikou setkal ve větší míře až ve 2. ročníku studia na pedagogické fakultě při přednáškách "Optiky" paní RNDr. Jitky Prokšové. Tato část fyziky mne zaujala natolik, že jsem paní RNDr. Prokšovou požádal o vypsání diplomové práce s tématem z tohoto oboru.

Konkrétním cílem mé diplomové práce bylo vypracovat soubor řešených zajímavých příkladů z atmosférické optiky a doplnit je pokusy, na kterých by bylo možné tyto jevy demonstrovat.

Obecnější cíle spatřuji dva - podchycení zájmu studentů o fyziku a rozvoj kritického myšlení studentů. Je velmi důležité, aby se studenti zamýšleli nad podstatou fyzikálních dějů a jevů.

Diplomovou práci jsem rozdělil do 2 základních kapitol - na Teoretickou část a Praktickou část.

Při zpracování teoretické části jsem nejvíce vycházel z knih Bednáře [1], Tverského [29], Podzimka [20] a dále z knih Fuky-Havelky [6], Brázdila [4] a Šifrina [25].

Praktická část je rozdělena do 2 hlavních kapitol - na Příklady a Pokusy.

Bylo mi jasné, že na podrobný teoretický výklad optických jevů v atmosféře nezbývá při hodinové dotaci fyziky větší prostor ani na gymnáziu. K výkladu těchto jevů je také zapotřebí jistý matematický aparát. Příklady jsem proto sestavil pro studenty 4. ročníku čtyřletého gymnázia (v tomto ročníku se podle osnov probírá optika) do volitelných seminářů fyziky a spíše ve třídách se zaměřením na matematiku, matematiku a fyziku. V těchto seminářích na gymnáziu je již větší prostor pro probírání některých zajímavých partií a stejně tak by se daly řešit na vysokých školách s odpovídajícím zaměřením. Neznamená to však, že by se některé z těchto příkladů nedaly řešit i ve třídách se všeobecným zaměřením. V některých příkladech je třeba znát limity, diferenciální a integrální počet, některé rovnice je třeba řešit numericky pomocí počítače, např. pomocí programu EXCEL pod MS WINDOWS, v němž jsou řešeny také některé závislosti fyzikálních veličin.

Studenti by tyto znalosti měli ve 4. ročníku mít (limity, diferenciální a integrální počet se vykládá na začátku 4. ročníku gymnázií, Excel se probírá ve 2. ročníku gymnázií).

Uspořádání příkladů v jednotlivých kapitolách odpovídá teoretické části. Jsou koncipovány tak, aby se jich dalo využít při výkladu příslušných optických jevů. Některé jsou komplikovanější, a bylo by proto žádoucí, aby je učitel vyřešil u tabule sám (například př. 1 v kapitole 2.1.4). Při zpracování příkladů jsem použil větší množství literatury, která je vždy uvedena u daného příkladu.

Na rozdíl od příkladů je možné pokusy demonstrující optické jevy v atmosféře použít i na základní škole. Jejich uspořádání opět odpovídá teoretické části a jsou z větší části autorské.