FIZYKA OGLNA III Optyka Andrzej Wojtowicz Pokj 337

FIZYKA OGÓLNA III, Optyka Andrzej Wojtowicz Pokój 337 (naprzeciw baru)

PLAN WYKŁADU Optyka geometryczna. Prawa odbicia i załamania w ujęciu empirycznym. Wyprowadzenie w ramach modelu falowego, korpuskularnego, i w oparciu o zasadę Fermata. Zwierciadła, soczewki, przyrządy optyczne. Optyka falowa Oddziaływanie światła z różnymi ośrodkami w ujęciu falowym (równania Maxwella). Zespolony współczynnik załamania. Prawa odbicia i załamania w ujęciu falowym. Rozpraszanie światła. Polaryzacja. Zjawiska dyfrakcji i interferencji. Spójność światła. Interferometry, przykłady

LITERATURA i materiały pomocnicze q Andrzej Wojtowicz: www. phys. uni. torun. pl/~andywojt q D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy fizyki 4, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2003. q Richard P. Feynman, Feynmana wykłady z fizyki. q Jurgen R. Meyer-Arendt, Wstęp do optyki. q Eugene Hecht, Optics. q Benjamin Crowell, Optics. http: //www. lightandmatter. com.

WYKŁAD 1 q q q Optyka, wprowadzenie Fale elektromagnetyczne, światło Mechanizm widzenia, rola światła Modele światła Odbicie światła od granicy różnych ośrodków; odbicie zwierciadlane i dyfuzyjne q Prawo odbicia i załamania światła q Wyprowadzenie prawa Snella z modelu falowego q Całkowite wewnętrzne odbicie

from: http: //www. yorku. ca/eye/spectru. htm Widmo fal elektromagnetycznych

MECHANIZM WIDZENIA; ROLA ŚWIATŁA q Źródła światła q Rozpraszanie q Widzenie, detekcja światła rozproszonego przez oko

MODELE ŚWIATŁA q Model promieni q Model falowy q Model korpuskularny

ODBICIE ŚWIATŁA OD GRANICY OŚRODKÓW ZWIERCIADLANE DYFUZYJNE

PRAWO ODBICIA I ZAŁAMANIA ŚWIATŁA Płaszczyzna padania

PRAWO ODBICIA I ZAŁAMANIA ŚWIATŁA Płaszczyzna padania promienie padający, odbity i załamany

PRAWO ODBICIA I ZAŁAMANIA ŚWIATŁA Płaszczyzna padania promienie padający, odbity i załamany Prawo odbicia: θP = θo

PRAWO ODBICIA I ZAŁAMANIA ŚWIATŁA Płaszczyzna padania promienie padający, odbity i załamany Prawo odbicia: θP = θo Prawo załamania: sinθP/sinθz = n 12

PRAWO ODBICIA I ZAŁAMANIA ŚWIATŁA Płaszczyzna padania promienie padający, odbity i załamany Prawo odbicia: θP = θo Prawo załamania: sinθP/sinθz = n 12 = 1/n 21

PRAWO ODBICIA I ZAŁAMANIA ŚWIATŁA Płaszczyzna padania promienie padający, odbity i załamany Prawo odbicia: θP = θo Prawo załamania: sinθP/sinθz = n 12 = 1/n 21; n 12·n 23 = n 13

PRAWO ODBICIA I ZAŁAMANIA ŚWIATŁA Płaszczyzna padania promienie padający, odbity i załamany Prawo odbicia: θP = θo Prawo załamania: sinθP/sinθz = n 12 = 1/n 21; n 12·n 23 = n 13; może n 12 = n 1/n 2 ?

PRAWO SNELLA Z MODELU FALOWEGO P· = v 1 z· = v 2

PRAWO SNELLA Z MODELU FALOWEGO P· = v 1 z· = v 2 P/sinθP = Z/sinθz

PRAWO SNELLA Z MODELU FALOWEGO P· = v 1 z· = v 2 P/sinθP = Z/sinθz Otrzymujemy: sinθP/sinθZ = P/ Z

PRAWO SNELLA Z MODELU FALOWEGO P· = v 1 z· = v 2 P/sinθP = Z/sinθz Otrzymujemy: sinθP/sinθZ = P/ Z sinθP/sinθZ = v 1/v 2

PRAWO SNELLA Z MODELU FALOWEGO P· = v 1 z· = v 2 P/sinθP = Z/sinθz Otrzymujemy: sinθP/sinθZ = P/ Z sinθP/sinθZ = v 1/v 2 = c

PRAWO SNELLA Z MODELU FALOWEGO P· = v 1 z· = v 2 P/sinθP = Z/sinθz Otrzymujemy: sinθP/sinθZ = P/ Z sinθP/sinθZ = v 1/v 2 = c; n 1 = c/v 1

PRAWO SNELLA Z MODELU FALOWEGO P· = v 1 z· = v 2 P/sinθP = Z/sinθz Otrzymujemy: sinθP/sinθZ = P/ Z sinθP/sinθZ = v 1/v 2 = c; n 1 = c/v 1; n 1·sinθP = n 2·sinθZ

n 1·sin 1 = n 2·sin 2

n 1·sinθ 1 = n 2·sinθ 2

n 1·sinθ 1 = n 2·sinθ 2 Jeśli n 1 > n 2 to θ 1 < θ 2

n 1·sinθ 1 = n 2·sinθ 2 Jeśli n 1 > n 2 to θ 1 < θ 2 a więc dla pewnego θ 1 (kąt graniczny)

n 1·sinθ 1 = n 2·sinθ 2 Jeśli n 1 > n 2 to θ 1 < θ 2 a więc dla pewnego θ 1 (kąt graniczny) θ 2 stanie się równe 90°

n 1·sinθ 1 = n 2·sinθ 2 Jeśli n 1 > n 2 to θ 1 < θ 2 a więc dla pewnego θ 1 (kąt graniczny) θ 2 stanie się równe 90° (nie ma promienia załamanego)

n 1·sinθ 1 = n 2·sinθ 2 Jeśli n 1 > n 2 to θ 1 < θ 2 a więc dla pewnego θ 1 (kąt graniczny) θ 2 stanie się równe 90° (nie ma promienia załamanego) CAŁKOWITE WEWNĘTRZNE ODBICIE

Prawo odbicia i załamania, ile są warte takie prawa? Opis przebiegu zjawiska, możliwość przewidywania, projektowania Ale czy rozumiemy dzięki tym prawom więcej? Optyka geometryczna a falowa Równania Maxwella Jak właściwie przebiega zjawisko odbicia?