profil

Optyka

Ostatnia aktualizacja: 2021-10-04
poleca 85% 1070 głosów

Treść
Grafika
Filmy
Komentarze

Fale elektromagnetyczne


Fale elektromagnetyczne to rozchodzące się w przestrzeni zaburzenia pól elektrycznego i magnetycznego.

Wszystkie fale elektromagnetyczne są falami poprzecznymi i rozchodzą się w próżni z tą samą szybkością - 300 000 km/h ,lecz różnią się częstotliwościami. W zależności od częstotliwości, fale te mają różne własności. Wszystkie jednak ulegają takim zjawiskom falowym jak: odbicie, załamanie, rozproszenie, dyfrakcja i interferencja.

λ -długości fali, f -częstotliwość, T- okres

Światło białe -mieszanina wszystkich długości fali zawartych w świetle widzialnym niosącym pewne ilości energii.

Rodzaje fal:
- fale radiowe
- mikrofale - są wykorzystywane w kuchenkach mikrofalowych i radarach
- podczerwone - ma zastosowanie w technice cywilnej i wojskowej, wykorzystuje się je również w noktowizji, fotografowaniu w ciemnościach, spawaniu z użyciem wiązki laserowej.
- nadfioletowe - zabija bakterie, wykorzystywane jest do sterylizacji sal operacyjnych i różnych innych pomieszczeń. W kryminalistyce.
- promieniowanie X-(rentgenowskie) wykorzystuje się w medycynie do wykonywania prześwietleń, a także do badania struktury materiałowej różnych konstrukcji.
- promieniowanie gamma - stosuje się w medycynie do sterylizacji narzędzi chirurgicznych ubrań, w przemyśle spożywczym w celu przedłużenia terminu ważności oraz w radioterapii do leczenia nowotworów.

Odbiór drgań elektrycznych


Odbiór drgań elektrycznych- obwód złożony z kondensatora i cewki

Nadajnik-urządzenie wysyłające falę elektromagnetyczną

Odbiornik - urządzenie pozwalające wychwytywać rozchodzące się w przestrzeni fale elektromagnetyczne

Fala nośna - fala elektromagnetyczna o stałej częstotliwości, wytwarzana przez nadajnik fal elektromagnetycznych

Częstotliwość nośna - Częstotliwość fali nośnej

Fala modulowana - fala nośna z nałożoną na siebie falą o częstotliwości odpowiadającej częstotliwości fali akustycznej

Demodulator - urządzenie w odbiorniku, pozwalające oddzielić drgania modulujące o częstotliwości fali akustycznej do fali nośnej

Optyka


Optyka - nauka o świetle i jego oddziaływaniach z materią

Źródło światła - każde ciało wytwarzające promieniowanie widzialne kosztem innej energii i wysyłające je w przestrzeń

Szybkość światła - fale elektromagnetyczne w różnych ośrodkach materialnych rozchodzą się z różną szybkością. W próżni ich szybkość jest największa i jest to w ogóle
największa szybkość, z jaką możliwy jest ruch. Oznaczana jest ona literą c i w przybliżeniu wynosi: c= 3 x 108 m/s

Załamanie fali Gdy fala elektromagnetyczna przechodzi z jednego ośrodka do drugiego, to nie zmienia się jej częstotliwość, ale zmianie ulega prędkość jej rozchodzenia się. Zmienia się więc także długość fali.

Oddziaływanie fal z materią- Fale elektromagnetyczne przenoszą energię i mogą oddziaływać z materią. Jak się okazuje, fale o dużej częstotliwości mają większą energię niż fale
o małych częstotliwościach. Fale o dużej częstotliwości, a tym samym o małej długości fali, są na ogół bardziej przenikliwe.

Widmo fal elektromagnetycznych -jest to uporządkowanie fal elektromagnetycznych ze względu na ich częstotliwość lub długość. Fale elektromagnetyczne, mające różne częstotliwości, mają również różne własności. Fale o podobnych własnościach tworzą w widmie umowne zakresy.

Światłem - nazywamy promieniowanie z bardzo wąskiego zakresu fal elektromagnetycznych, na które reaguje ludzkie oko. Światło jest dla człowieka głównym źródłem informacji o otaczającym świecie i jest niezbędne do istnienia życiana Ziemi. Długości fal świetlnych mieszczą się w zakresie od 0,4 μm do 0,7 μm. Największą długość ma fala, która wywołuje wrażenie barwy czerwonej, zaś najmniejszą - barwy fioletowej. Głównym źródłem światła jest Słońce.

- Światło przenosi energię. Gdy światło pada na pewne ciało, to energia wewnętrzna tego ciała się zwiększa.
- Światło ma dwoistą naturę: falową i cząsteczkową (korpuskularną). Swoją falową naturę ujawnia w takich zjawiskach jak: dyfrakcja, interferencja czy załamanie, natomiast zjawisko wybijania elektronów z powierzchni metalu czy ugięcie wiązki świetlnej w silnym polu grawitacyjnym dowodzą korpuskularnej natury światła.
- Światło w ośrodkach jednorodnych optycznie rozchodzi się po liniach prostych.

Dyfrakcja


Dyfrakcja - ugięcie fal

Interferencja - nakładanie się fal
Fale spójne - fale o identycznej długości i częstotliwości, mające stałą różnicę faz

Lasery - są sztucznymi źródłami światła. których emitowane światło jest monochromatyczne i spójne.

Promień świetlny


Promień świetlny - jest to linia, wzdłuż której rozchodzi się światło.

Ośrodek optyczny - ośrodek w którym rozchodzi się światło

Ośrodek optycznie jednorodny - ośrodek optyczny mający jednakowe właściwości fizykochemiczne w całej objętości

Optyka geometryczna - zajmuje się rozchodzeniem się światła w układach, w których światło nie napotyka małych przeszkód lub szczelin. Jest działem optyki, w którym nie uwzględnia się dyfrakcji ani interferencji

Prawo odbicia światła


Prawo odbicia światła - Kąt odbicia jest równy kątowi padania. Promień padający, normalna i promień odbity leżą w jednej płaszczyźnie
Normalna - prosta prostopadła do powierzchni

Rozszczepienie światła


Rozszczepienie światła - to jego rozkład na poszczególne barwy składowe w wyniku załamania.

Zwierciadło płaskie


8. Zwierciadło płaskie - jest to gładka wypolerowaną powierzchnią, która prawie w całości odbija padające na nią światło

Obrazy otrzymywane za pomocą zwierciadła płaskiego są:
- pozorne
- tej samej wielkości co przedmiot
- symetryczne względem zwierciadła
- nie odwrócone

Obraz pozorny - obraz powstający w wyniku przedłużeń promieni odbitych lub załamanych

Cechy obrazu pozornego:
- powstaje w wyniku przecięcia przedłużeń promieni odbitych
- nie można go uzyskać na ekranie

Obraz rzeczywisty - obraz powstający w wyniku przecięcia promieni odbitych lub załamanych

Zwierciadło kuliste - nazywamy wypolerowaną pokrytą warstwą odbijającą część powierzchni kulistej

Zwierciadło wklęsłe - nazywamy zwierciadło, w którym promienie odbijają się od wewnętrznej części kulistej

Zastosowanie:
- w dentystyce
- w reflektorach samochodów
- w lampie dentystycznej
- w latarkach

Ognisko - punkt leżący na osi głównej, w którym przecinają się wszystkie promienie odbite od zwierciadła, przed odbiciem biegnące równolegle do osi optycznej

Ogniskowa - jest to odległość ogniska od zwierciadła

Cechy obrazu gdy x jest większy od podwójnej ogniskowej
- odwrócony
- pomniejszony
- rzeczywisty

Załamanie światła


Załamanie światła - zjawisko zmiany kierunku promienia świetlnego na granicy dwóch ośrodków

Kąt załamania - kąt pomiędzy promieniem załamanym a prostą prostopadłą do powierzchni granicznej w miejscu padania

Płytka równoległościenna - płytka ograniczona dwiema równoległymi powierzchniami, wykonana z materiału przepuszczającego światło.

Współczynnik załamania:
- V1 ,V2 - prędkości rozchodzenia się światła odpowiednio w ośrodkach pierwszym i drugim
- n- współczynnik załamania światła w ośrodka drugiego względem pierwszego

Prawo załamania:
Promień padający na granicę dwóch ośrodków, normalna oraz promień załamany leżą w jednej płaszczyźnie. Wielkości kątów padania i załamania względem siebie zależą od prędkości rozchodzenia się światła w ośrodkach.

Pryzmat


Pryzmat - szklana bryła w kształcie graniastosłupa o podstawie trójkąta

Pryzmat na skutek zachodzącego w nim dwukrotnego załamania- powoduje rozszczepienie światła białego na pojedyncze barwy monochromatyczne ,którym odpowiadają fale elektro magnetyczne, dając na ekranie barwne widmo.

Kąt łamiący pryzmat- kąt pomiędzy dwiema płaszczyznami pryzmatu

Soczewka


Soczewka - przezroczysta, oszlifowana i wypolerowana bryła ograniczona dwiema powierzchniami o regularnym kształcie: kulistym lub jedną kulistą i jedną płaską.

Soczewka skupiająca - soczewka, która skupia w jednym punkcie padającą na nią wiązkę promieni równoległych do osi optycznej

Grubsza soczewka lepiej skupia światło, tzn. ma większą zdolność skupiającą. Zauważ, że ogniskowa f grubszej soczewki jest mniejsza niż cienkiej.

Soczewka rozpraszająca- soczewka, która rozprasza padającą na nią wiązkę promieni równoległych

Ognisko soczewki-punkt, w którym skupiają się promienie świetlne po przejściu przez soczewkę lub ich przedłużenia

Ognisko rzeczywiste w soczewce skupiającej- punkt, w którym skupiają się wszystkie promienie równoległe do osi głównej po przejściu przez soczewkę

Ognisko pozorne w soczewce rozpraszającej - punkt w którym przecinają się przedłużenia promieni załamanych, które przed przejściem przez soczewkę były równoległe do osi optycznej.

Zdolność skupiająca soczewki-odwrotność ogniskowej soczewki D = 1 / f
- im mniejsza jest ogniskowa soczewki, tym większą ma ona zdolność skupiającą. Wielkość tę oznaczamy literą D.
Dioptria - zdolność skupiająca soczewki ogniskowej 1m

Wady wzroku


- krótkowzroczność- aby skorygować należy przed soczewką oczną umieścić soczewkę rozpraszającą
- dalekowzroczność - aby skorygować Należy przez okiem umieścić soczewkę skupiającą

13.Cień i półcień-to obszar za oświetlonym nieprzezroczystym przedmiotem, do którego światło nie dochodzi, a półcień to obszar, gdzie światło dochodzi częściowo.
Cień powstaje w wyniku oświetlania przedmiotu. Jest to obszar do którego nie docierają promienie świetlne.
Półcień powstaje, gdy źródło światła jest dużo większe niż oświetlany przedmiot.

OPTYKA


λ -długości fali, f -częstotliwość, T- okres
c = 300 000 km/s = 300 000 000 m/s

Współczynnik załamania:

V1 ,V2- prędkości rozchodzenia się światła odpowiednio w ośrodkach pierwszym i drugim
n - współczynnik załamania światła w ośrodka drugiego względem pierwszego
P1 - powiększenie
P2 - pomniejszenie

x - odległość przedmiotu od soczewki
y - odległość obrazu od soczewki
f - ogniskowa- odległość ogniska od soczewki
F - ognisko

Z- zdolność skupiająca
f- ogniskowa

Czy tekst był przydatny? Tak Nie
Przeczytaj podobne teksty

Czas czytania: 9 minut