OPTIKA A fnyhullmok terjedse vkuumban s anyagi kzegekben
OPTIKA A fényhullámok terjedése vákuumban és anyagi közegekben
A FÉNY MINT ELEKTROMÁGNESES HULLÁM A látható fény a 380 nm-től a 780 nm hullámhosszúságig terjedő elektromágneses hullám. (750000 GHz-375000 GHz) A különböző hullámhosszúságú fény szemünkben különböző színérzetet kelt. A fehér fényben minden, a teljes tartományban megtalálható hullámhosszúságú fény benne van.
FÉNYFORRÁSOK Fényforrásnak nevezünk minden eszközt, ami látható fény előállítására szolgál. Elsődleges fényforrások, amik a sugárzás kibocsátói, illetve másodlagos fényforrások, amik más fényforrások fényét tükrözik. Fajtái: Izzólámpák Volfrám izzó, Halogén izzó Gázkisülő lámpák Kisnyomású, Nagynyomású Fénycsövek, kompakt fénycsövek Szilárdtest LED Lézer sugárzók
FÉNYFORRÁSOK ÖSSZEHASONLÍTÁSA Napfény színhőmérséklete: Hatásfok/élett artam (óra) Színhőmérséklet Fényhasznosítás Normál izzó 5 %/1000 2800 -3400 K meleg fehér 8 - 14 lm/W Halogén lámpa 7 %/2000 2700 -6500 K meleg/ hideg fehér 18 - 20 lm/W IRC halogén lámpa 9 %/4000 2900 -3200 K 100 - 170 lm/W 25 %/600012000 2700 -6000 K 40 - 60 lm/W 29 %/1200042000 2700 -6000 K 75 lm/W 85 -95 %/20000/50000 2700 -5000 K 70 - 80 lm/W Típus Kompakt fénycső Fénycső LED
A FÉNY SEBESSÉGE Jean Bernard Léon Foucault francia fizikus forgótükör módszerrel határozta meg a fény sebességét, eredménye 1%-on belül megegyezik a ma ismert helyes értékkel. 1850 -ben közzétett végeredménye: 300 939 km/s Albert Abraham Michelson amerikai fizikus az 1920 -as években Foucault méréseit tökéletesítette, és több mérésből 299 796 ± 4 km/s-os átlagértéket kapott. A vákuumbeli fénysebesség: 299 792 458 m/s Albert Abraham Michelson (1852. -1931. ) amerikai fizikus Jean Bernard Léon Foucault (1819. – 1868. ) francia fizikus.
FÉNYHULLÁMOK VISSZAVERŐDÉSE ÉS TÖRÉSE A fényhullám egyenes vonalban terjed. Visszaverődés új közeg határán (teljes visszaverődés) A fényvisszaverődés törvényei: Beeső fénysugár, visszavert fénysugár és beesési merőleges egy síkban vannak A beesési szög megegyezik a visszaverődési szöggel
FÉNYHULLÁMOK VISSZAVERŐDÉSE ÉS TÖRÉSE Fényhullámok törése: Snellius-Descartes törvény Willebrord van Roijen Snellius (1591– 1626) holland csillagász René Descartes (1596– 1650) francia filozófus, matematikus A fényhullám új közeg határán megtörik, a terjedési sebességek aránya a törésmutató. (abszolút törésmutató) Az az anyag optikailag sűrűbb, melynek törésmutatója nagyobb, amelyben a fény kisebb sebességgel terjed.
FÉNYHULLÁMOK TELJES VISSZAVERŐDÉSE Ha sűrűbb közegből ritkább közegbe lép a fényhullám akkor a beesési szögtől függően előfordulhat olyan eset, amikor nem lépi át a közeghatárt. Teljes visszaverődés. Határszög, amely beesési szögnél teljes a visszaverődés. Alkalmazásai: Képfordító Optikai prizma kábel
A TÜKRÖK FOGALMA, FAJTÁI A síktükör a tárgyról egyállású, azonos nagyságú virtuális képet ad. A tárgytávolság (t) és a képtávolság (k) egyenlő. A tárgy mérete (T) és a kép mérete (K) is egyenlő.
A HOMORÚ TÜKÖR KÉPALKOTÁSA A keletkezett kép: fordított állású nagyított valódi kép A gömbtükör által alkotott kép és tárgy méretviszonyait az N nagyítás adja meg: N=K/T
A DOMBORÚ TÜKÖR KÉPALKOTÁSA A keletkezett kép: egyenes állású kicsinyített virtuális kép A gömbtükör által alkotott kép és tárgy méretviszonyait az N nagyítás adja meg: N=K/T
A LENCSÉK FOGALMA, FAJTÁI Az optikai lencsék a legegyszerűbb fénytörésen alapuló leképezési eszközök. Fajtái: a domború és a homorú lencse. optikai középpont optikai tengely A továbbiakban vékony lencsékkel foglalkozunk.
A DOMBORÚ LENCSE F fókuszpont (F) A párhuzamos nyaláb a domború lencsén való áthaladás után összetartó nyaláb lesz, ezért nevezik a domború lencsét gyűjtőlencsének.
A HOMORÚ LENCSE fókuszpont (F) F A párhuzamos nyaláb a homorú lencsén való áthaladás után széttartó nyaláb lesz, ezért a homorú lencsét szórólencsének nevezik.
Jellegzetes sugármenetek gyűjtőlencse esetén 1. AZ OPTIKAI TENGELLYEL PÁRHUZAMOSAN BEESŐ FÉNYSUGÁR GYŰJTŐLENCSE ESETÉN 2 F F O F 2 F A megtört fénysugár a fókuszponton halad keresztül.
2. A FÓKUSZPONTON ÁT BEESŐ FÉNYSUGÁR GYŰJTŐLENCSE ESETÉN 2 F F O F 2 F A megtört fénysugár az optikai tengellyel párhuzamosan halad tovább.
3. AZ OPTIKAI KÖZÉPPONTON ÁT BEESŐ FÉNYSUGÁR GYŰJTŐLENCSE ESETÉN 2 F F O F 2 F A fénysugár irányváltoztatás nélkül halad át a lencsén.
A GYŰJTŐLENCSE KÉPALKOTÁSA A FÓKUSZTÁVOLSÁGON BELÜLI TÁRGYRÓL 2 F F O F A keletkezett kép: egyenes állású nagyított látszólagos 2 F
A GYŰJTŐLENCSE KÉPALKOTÁSA A FÓKUSZPONTBAN ELHELYEZETT TÁRGYRÓL 2. Sugármenet nincs! 2 F F O F 2 F A megtört sugarak és azok meghosszabbításai sem találkoznak, ezért a fókuszpontban elhelyezett tárgyról nem keletkezik kép.
A GYŰJTŐLENCSE KÉPALKOTÁSA AZ EGYSZERES ÉS KÉTSZERES FÓKUSZTÁVOLSÁG KÖZÖTT LEVŐ TÁRGYRÓL 2 F F O A keletkezett kép: fordított nagyított valódi F 2 F
A GYŰJTŐLENCSE KÉPALKOTÁSA A KÉTSZERES FÓKUSZTÁVOLSÁGBAN ELHELYEZETT TÁRGYRÓL 2 F F O F A keletkezett kép: fordított állású azonos nagyságú valódi 2 F
A GYŰJTŐLENCSE KÉPALKOTÁSA A KÉTSZERES FÓKUSZTÁVOLSÁGON KÍVÜL ELHELYEZETT TÁRGYRÓL 2 F F O F A keletkezett kép: fordított állású kicsinyített valódi 2 F
Jellegzetes sugármenetek szórólencse esetén 1. AZ OPTIKAI TENGELLYEL PÁRHUZAMOSAN BEESŐ FÉNYSUGÁR SZÓRÓLENCSE ESETÉN 2 F F O F 2 F A megtört fénysugár úgy halad tovább, mintha a lencse előtti fókuszból indult volna ki.
2. A FÓKUSZPONT IRÁNYÁBA BEESŐ FÉNYSUGÁR SZÓRÓLENCSE ESETÉN 2 F F O F 2 F A megtört fénysugár az optikai tengellyel párhuzamosan halad tovább.
3. AZ OPTIKAI KÖZÉPPONTON ÁT BEESŐ FÉNYSUGÁR SZÓRÓLENCSE ESETÉN 2 F F O F 2 F A fénysugár irányváltoztatás nélkül halad át a lencsén.
A SZÓRÓLENCSE KÉPALKOTÁSA 2 F F A keletkezett kép mindig: O F egyenes állású kicsinyített látszólagos 2 F
A VÉKONYLENCSÉK LEKÉPEZÉSI TÖRVÉNYE, A NAGYÍTÁS képtávolság (k) 2 F tárgy (T) F kép (K) O 2 F tárgytávolság (t) F fókusztávolság (f) A leképezési törvény: 1 1 1 = + f k t A nagyítás: k K N= = t T
A DIOPTRIA A lencse jellemzője a fénytörő képessége, a dioptria: 1 D= f A fókusztávolságot méterben kell mérni.
A LENCSÉK ALKALMAZÁSAI a lupe a vetítő a távcső a fényképezőgép az emberi szem a mikroszkóp
A LUPE Az egyszerű nagyító, vagy lupe egy domború lencse, a legegyszerűbb látószögnövelő eszköz. A fókuszponton belüli tárgyról nagyított képet ad. 2 F F O F 2 F
A VETÍTŐ A vetítő egy megvilágított tárgyról gyűjtőlencse (rendszer) segítségével valódi, nagyított, fordított állású képet állít elő. fényforrás ernyő diakép objektív kondenzor
A VETÍTŐ KÉPALKOTÁSA A tárgyat az egyszeres és kétszeres fókusztávolság közé kell tenni, mert ekkor keletkezik nagyított, fordított, valódi kép. 2 F F O k+t F 2 F
AZ EMBERI SZEM retina látóideg A retinán keletkezett kép: fordított állású kicsinyített valódi pupilla szemlencse
AZ EMBERI SZEM KÉPALKOTÁSA A tárgynak a szemlencse kétszeres fókusztávolságán kívül kell lenni, mert ekkor keletkezik kicsinyített, valódi kép. A túl közeli tárgyakat ezért nem láthatjuk élesen. 2 F F O k+t F 2 F
A LEGGYAKORIBB SZEMBETEGSÉGEK a távollátás a rövidlátás Az optikai lencsék legősibb felhasználása az emberi látást segítő optikai eszközök alkalmazása.
A TÁVOLLÁTÁS Távollátáskor a kép a retina mögött keletkezik. Javítása gyűjtőlencsével.
A RÖVIDLÁTÁS Rövidlátáskor a kép a retina előtt keletkezik. Javítása szórólencsével.
A FÉNYKÉPEZŐGÉP A fényérzékeny filmen fordított állású, kicsinyített, valódi kép keletkezik. pillanatzár film blende objektív kondenzor
A FÉNYKÉPEZŐGÉP KÉPALKOTÁSA A filmet a lencse kétszeres fókusztávolságán kívülre kell tenni, mert ekkor keletkezik kicsinyített, valódi kép. A túl közeli tárgyakról nem lehet éles képet készíteni 2 F F O k+t F 2 F
AZ EMBERI SZEM ÉS A FÉNYKÉPEZŐGÉP ÖSSZEHASONLÍTÁSA blende pupilla objektív szemlencse film - retina
A TÁVCSŐ A távcső (teleszkóp) a távoli tárgyak megfigyelésére szolgál, mert megnöveli a tárgyak látószögét. Fajtái: a Kepler-távcső a földi távcső a Galilei-távcső a binokuláris távcső
A KEPLER-TÁVCSŐ A Kepler-távcső vagy csillagászati távcső látószögnövelő eszköz, mely a távoli tárgyakról fordított képet ad. okulár távoli csillagok objektív a csillagok képei
A FÖLDI TÁVCSŐ A Kepler-távcsőhöz hasonló, de van benne egy fordító lencse, mely az egyenes állású képet biztosítja. Ilyenek az endoszkópok, célzótávcsövek. objektív képfordító lencse okulár
A BINOKULÁRIS TÁVCSŐ A binokuláris távcső két egymás mellé szerelt távcső, s így egyszerre mindkét szemmel való nézésre alkalmas. Ha a képfordítást két 45°-os prizmával oldják meg, így csökkenthető a távcső hosszúsága. objektív képfordító prizmák okulár
A MIKROSZKÓP A mikroszkóp egy összetett nagyító. okulár Az objektív lencse által létrehozott valódi képet az okulár lencsével, mint egyszerű nagyí-tóval nézzük, és így látjuk még nagyobbnak a tárgy képét. objektív tárgy kép
- Slides: 46