Izv prof Rajka Jurdana epi Fizika 2 PFRI

Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 OGIB - DIFRAKCIJA

Christian Huygens (1629– 1695) • 1678. dovršena rasprava o svjetlosti – prvi znanstveni rad o valnoj prirodi svjetlosti • formulirao načelo rasprostiranja svjetlosti – Huygensovo načelo • izveo zakone odbijanja i loma svjetlosti • prvi primjetio polarizaciju svjetlosti • svjetlost - valna pojava (teorija neprihvaćena do početka 19. st. )

Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 HUYGENSOVO NAČELO

DIFRAKCIJA VALOVA VODE U POSUDI Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 otvor prepreka šipka čije titranje proizvodi valove

smjer širenja vala ogib vala prepreka valna fronta izvor vala Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 područje sjene

ogib tlocrt Huygensovo načelo: val se ne širi samo u smjeru okomitom na pukotinu nego i u drugim smjerovima Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 YOUNGOV POKUS

Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 Serway R. A. , Jewett J. W. Physics for scientists and engineer

na pukotini d O B na prepreci R 1 A d R 2 Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 OGIB

Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 OGIB NA PUKOTINI

širina pukotine usporediva s valnom duljinom svjetlosti FRESNELOV OGIB izvor, mjesto promatranja (zaslon) ili oboje konačno udaljeni od pukotine FRANUHOFEROV OGIB izvor, mjesto promatranja (zaslon) ili oboje beskonačno udaljeni od pukotine (uporaba leća za postizanje interferencije) Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 OGIB NA PUKOTINI

Ogibni uzorak na zaslonu d leća zaslon Huygensovo načelo: val se ne širi samo u smjeru okomitom na pukotinu nego i u svim drugim smjerovima Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 OGIB NA PUKOTINI

A d Ao O B Po svjetlo Bo leća zaslon Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 OGIB NA PUKOTINI – NASTANAK SREDIŠNJEG MAKSIMUMA

a 1 A d O B B 1 X a 1 l l leća zaslon Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 OGIB NA PUKOTINI A 1

OGIB NA PUKOTINI- UVJET TAME zaslon P 1 tama A d B 1 O B X a 1 l BX = d sin a 1 = l TAMA P 1’ tama Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 leća A 1

OGIB NA PUKOTINI – NASTANAK OGIBNOG UZORKA Ao A d P 1 tama B 1 O B Po svjetlo X a 1 Bo P 1’ tama leća zaslon Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 A 1

OGIB NA PUKOTINI P 2 svjetlo ali slabije! B 2 A d B X 3 l/2 a 2 leća BX = d sin a 2 = 3 l/2 SVJETLO zaslon Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 A 2

OGIB NA PUKOTINI – NASTANAK OGIBNOG UZORKA P 1 tama d Po svjetlo P 1’ tama leća Kut a određuje razmak ogibnih pruga ! zaslon Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 P 2 svjetlo

TAMNA PRUGA – za svaki kut za koji vrijedi d sin ai = l, 2 l, 3 l. . . nl SVIJETLA PRUGA – za svaki kut za koji vrijedi d sin ai = 3 l/2, 5 l/2, 7 l/2. . (2 n+1)l/2 1. Za d = konst. vrijedi a ~ l tj. svjetlost veće l imat će širi ogibni uzorak 2. Za l = konst. vrijedi d ~ 1/a tj. ogibni uzorak je širi kod uže pukotine Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 UVJETI OGIBA

Svjetlost veće valne duljine daje širi ogibni uzorak Svjetlost veće frekvencije daje uži ogibni uzorak Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 DIFRAKCIJSKI UZORAK NA KRUŽNOM OTVORU

Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 RASPODJELA INTENZITETA SVJETLOSTI OGIBLJENE NA JEDNODIMENZIONALNOJ PUKOTINI

Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 OGIB NA JEDNODIMENZIONALNOJ PUKOTINI

središnji maksimum sekundarni maksimum Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 OGIBNI UZORAK NA KRUŽNOM OTVORU

Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 OPTIČKA REŠETKA

Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 OPTIČKA REŠETKA d d udaljenost pukotina – KONSTANTA REŠETKE

So leća Zrake koje padaju okomito na rešetku – koherentne – konstruktivno interferiraju zaslon Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 OPTIČKA REŠETKA

OPTIČKA REŠETKA q S 1 leća zaslon Zrake koje se ogibaju – izlaze pod kutem iz pukotina rešetke Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 Kut ogiba

q 1 A d q 1 C B 1 l Nastanak maksimuma prvog reda Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 OPTIČKA REŠETKA

A d q 2 C 2 l B Nastanak maksimuma drugog reda Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 OPTIČKA REŠETKA

BC = d sin q A d q q C xl B UVJET POJAČAVANJA - SVJETLO d sin qk = k l k = 1, 2, . . UVJET PONIŠTAVANJA – TAMA d sin qk = (2 k+1) l/2 k = 1, 2, . . k RED SPEKTRA k = 1 spektar prvog reda k = 2 spektar drugog reda k = 3 spektar trećeg reda Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 OPTIČKA REŠETKA

OPTIČKA REŠETKA – OGIBNI UZORAK d sin qk = kl 1. za rešetku konstante d uvjet svjetla qk ~ l određuje razmak mjesta pojačanja So. Sk 2. za svjetlost valne duljine l određuje razmak mjesta pojačanja So. Sk 1/d svjetlost veće valne duljine imat će širi spektar Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 ŠTO ODREĐUJE ŠIRINU SPEKTRA (RAZMAK SVJETLIH MJESTA) ? rešetka širih pukotina dati će uži spektar

DISPERZIJA Budući da je d sin q = k l Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 OPTIČKA REŠETKA – DISPERZIJA Disperzija je to veća što je red ogiba k viši, kut ogiba veći (kosinus kuta je tada manji) , te konstanta rešetke d manja

maksimum prvog reda središnji maksimum nultog reda rešetka maksimum prvog reda Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 OPTIČKA REŠETKA

RASAP (DISPERZIJA, RAZLUČENOST) SVJETLOSTI NA REŠETKI 2 1 0 Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 3 3 2 1 0 0 spektri prvog drugog reda spektri trećeg reda (dulji-veće disperzije)

Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 RASAP SVJETLOSTI NA REŠETKI

SPEKTROMETRI – uređaji za mjerenje karakteristika izvora svjetlosti MONOKROMATORI - uređaji za odabir valne duljine svjetlosti HOLOGRAMI - optički uređaji koji proizvode 3 D slike predmeta OPTIČKA VLAKNA – rasapom podataka za prijenos u različite valne duljine može se istim optičkim vlaknom slati više “struja” podataka OPTIČKI MEDIJI ZA POHRANU PODATAKA - DVD, CD. . . LASERI – kao dio DVD playera, “pržilica”. . POLARIZATORI – opažanje optičkih pojava u posebnim uvjetima Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 UPOTREBA OPTIČKE REŠETKE

Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 SAMO MOJA OPTIČKA REŠETKA - TREPAVICE

zarezi na CD-u širine 0, 5 mm djeluju kao optička rešetka Preljevanje boja nakon osvjetljavanja bijelom svjetlošću je superpozicija ogibnih uzoraka na zarezima Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 OPTIČKA REŠETKA CD

Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 2 D OPTIČKA REŠETKA - ZAMAGLJENO STAKLO

Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 3 D OPTIČKA REŠETKA – VIJENAC OKO MJESECA Vijenac oko Mjeseca – obojeni krugovi - nastaju ogibom na kapljicama vode u atmosferi koje čine prostornu optičku rešetku

Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 OGIB X ZRAKA NA KRISTALNOJ REŠETCI kristal Na Cl

Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 OGIB X ZRAKA NA KRISTALNOJ REŠETCI na kristalu Na Cl na molekuli DNK

Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 Serway R. A. , Jewett J. W. Physics for scientists and engineer

Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 OGIB NA USKOJ VERTIKALNOJ PUKOTINI (MONOKROMATSKA SVJETLOST)

Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012 OGIBNI UZORAK PROIZVEDEN PUKOTINOM ŽILETA (MONOKROMATSKA SVJETLOST)