Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

OPTIKA A fényhullámok terjedése vákuumban és anyagi közegekben.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "OPTIKA A fényhullámok terjedése vákuumban és anyagi közegekben."— Előadás másolata:

1 OPTIKA A fényhullámok terjedése vákuumban és anyagi közegekben

2 A FÉNY MINT ELEKTROMÁGNESES HULLÁM A látható fény a 380nm-től a 780nm hullámhosszúságig terjedő elektromágneses hullám. (750000GHz GHz) A különböző hullámhosszúságú fény szemünkben különböző színérzetet kelt. A fehér fényben minden, a teljes tartományban megtalálható hullámhosszúságú fény benne van.

3 L ÁTÁS ÉS A FÉNY Az emberi szem sötét-, és világosban látási görbéi a hullámhossz függvényében. A szem a zöld színnek megfelelő hullámhosszúságú fényre a legérzékenyebb. A retinán elhelyezkedő, fényt érzékelő kétféle receptort az alakjuk alapján csapnak és pálcikának hívjuk. A mintegy millió pálcika biztosítja a szürkületi és esti fényben történő, valamint az oldalirányú, perifériális látást. A nappali fényben működő mintegy 5-7 millió csap rövidebb és csonka kúp alakú, biztosítják számunkra a színes látást.

4 F ÉNYFORRÁSOK 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 sugárzók LED Lézer

5 F ÉNYFORRÁSOK Mérhető tulajdonságok: Színhőmérséklet jele:F mértékegysége: K Meleg < 3300K Kellemes 3300K 5300K Egy fényforrás színhőmérsékletét az általa okozott színérzet és egy feketetest sugárzó által létrehozott színérzet alapján határozzák meg. Fényhasznosítás: A fényforrás által leadott fényáram és a felvett teljesítmény hányadosa. mértékegysége: lumen/watt (lm/W)lumenwatt

6 F ÉNYFORRÁSOK ÖSSZEHASONLÍTÁSA Napfény színhőmérséklete: Típus Hatásfok/élett artam (óra) SzínhőmérsékletFényhasznosítás Normál izzó5 %/ K meleg fehér lm/W Halogén lámpa7 %/ K meleg/ hideg fehér lm/W IRC halogén lámpa9 %/ K lm/W Kompakt fénycső 25 %/ K lm/W Fénycső 29 %/ K 75 lm/W LED %/20000/ K lm/W

7 A FÉNY SEBESSÉGE Az első mérés Olaf Römer dán csillagász nevéhez fűződik, aki 1676-ban a Jupiter holdjait tanulmányozta. A fénysebesség ma ismert értékénél mintegy 30%-kal kisebb értéket kapott km/s Hippolyte Fizeau francia fizikus már a 19. század közepén megközelítőleg pontosan megmérte a fény sebességét. Fizeau - a fogaskerék módszer: km/s értéket kapott Olaf (Ole) Römer dán csillagász ( ) Armand Hippolyte Louis Fizeau (1819 –1896)

8 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 ben közzétett végeredménye: km/s Albert Abraham Michelson amerikai fizikus az 1920-as években Foucault méréseit tökéletesítette, és több mérésből ± 4 km/s-os átlagértéket kapott. A vákuumbeli fénysebesség: m/s Jean Bernard Léon Foucault (1819. – 1868.) francia fizikus. Albert Abraham Michelson ( ) amerikai fizikus

9 F ÉNYHULLÁMOK 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

10 F ÉNYHULLÁMOK VISSZAVERŐDÉSE ÉS TÖRÉSE Fényhullámok törése: Snellius-Descartes törvény 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. Willebrord van Roijen Snellius (1591–1626) holland csillagász René Descartes (1596–1650) francia filozófus, matematikus

11 F ÉNYHULLÁMOK 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 prizma Optikai kábel

12

13 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.

14 R sugarú gömb felület O optikai középpont F fókuszpont OF=1/2R OC szimmetriatengely Homorú tükör nevezetes sugármenetei: 1: a szimmetriatengellyel párhuzamosan beeső fénysugarak visszaverődés után egy pontban metszik egymást F Fénysugár megfordítása: az F pontból kiinduló fénysugarakat párhuzamosan veri vissza 2: O optikai középpontban beeső fénysugarak szimmetrikusan verődnek vissza A HOMORÚ TÜKÖR

15 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

16 Domború tükör nevezetes sugármenetei: 1-2: a szimmetriatengellyel párhuzamosan beeső fénysugarak úgy veri vissza mintha a F látszólagos fókuszpontból indultak volna ki 3: A F látszólagos fókuszpontba tartó fénysugarakat párhuzamosan veri vissza 4: O optikai középpontban beeső fénysugarak szimmetrikusan verődnek vissza A DOMBORÚ TÜKÖR

17 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 DOMBORÚ TÜKÖR KÉPALKOTÁSA

18 A LENCSÉK FOGALMA, FAJTÁI A továbbiakban vékony lencsékkel foglalkozunk. optikai középpont optikai tengely Az optikai lencsék a legegyszerűbb fénytörésen alapuló leképezési eszközök. Fajtái: a domború és a homorú lencse.

19 A DOMBORÚ LENCSE fókuszpontfókuszpont (F) F A párhuzamos nyaláb a domború lencsén való áthaladás után összetartó nyaláb lesz, ezért nevezik a domború lencsét gyűjtőlencsének.

20 A HOMORÚ LENCSE F fókuszpontfókuszpont (F) A párhuzamos nyaláb a homorú lencsén való áthaladás után széttartó nyaláb lesz, ezért a homorú lencsét szórólencsének nevezik.

21 1. A Z OPTIKAI TENGELLYEL PÁRHUZAMOSAN BEESŐ FÉNYSUGÁR GYŰJTŐLENCSE ESETÉN 2FF F O A megtört fénysugár a fókuszponton halad keresztül. Jellegzetes sugármenetek gyűjtőlencse esetén

22 2. A FÓKUSZPONTON ÁT BEESŐ FÉNYSUGÁR GYŰJTŐLENCSE ESETÉN 2FFFO A megtört fénysugár az optikai tengellyel párhuzamosan halad tovább.

23 3. A Z OPTIKAI KÖZÉPPONTON ÁT BEESŐ FÉNYSUGÁR GYŰJTŐLENCSE ESETÉN 2FFF O A fénysugár irányváltoztatás nélkül halad át a lencsén.

24 A GYŰJTŐLENCSE KÉPALKOTÁSA A FÓKUSZTÁVOLSÁGON BELÜLI TÁRGYRÓL 2FFF O A keletkezett kép: egyenes állású nagyított látszólagos

25 A GYŰJTŐLENCSE KÉPALKOTÁSA A FÓKUSZPONTBAN ELHELYEZETT TÁRGYRÓL 2FFF O A megtört sugarak és azok meghosszabbításai sem találkoznak, ezért a fókuszpontban elhelyezett tárgyról nem keletkezik kép. 2. Sugármenet nincs!

26 A GYŰJTŐLENCSE KÉPALKOTÁSA AZ EGYSZERES ÉS KÉTSZERES FÓKUSZTÁVOLSÁG KÖZÖTT LEVŐ TÁRGYRÓL A keletkezett kép: 2FFF O fordított nagyított valódi

27 A GYŰJTŐLENCSE KÉPALKOTÁSA A KÉTSZERES FÓKUSZTÁVOLSÁGBAN ELHELYEZETT TÁRGYRÓL 2FFF O A keletkezett kép: fordított állású azonos nagyságú valódi

28 A GYŰJTŐLENCSE KÉPALKOTÁSA A KÉTSZERES FÓKUSZTÁVOLSÁGON KÍVÜL ELHELYEZETT TÁRGYRÓL 2FFF O A keletkezett kép: fordított állású kicsinyített valódi

29 1. A Z OPTIKAI TENGELLYEL PÁRHUZAMOSAN BEESŐ FÉNYSUGÁR SZÓRÓLENCSE ESETÉN 2FFF O A megtört fénysugár úgy halad tovább, mintha a lencse előtti fókuszból indult volna ki. Jellegzetes sugármenetek szórólencse esetén

30 2. A FÓKUSZPONT IRÁNYÁBA BEESŐ FÉNYSUGÁR SZÓRÓLENCSE ESETÉN 2FFF O A megtört fénysugár az optikai tengellyel párhuzamosan halad tovább.

31 3. A Z OPTIKAI KÖZÉPPONTON ÁT BEESŐ FÉNYSUGÁR SZÓRÓLENCSE ESETÉN 2FFF O A fénysugár irányváltoztatás nélkül halad át a lencsén.

32 A SZÓRÓLENCSE KÉPALKOTÁSA A keletkezett kép mindig: 2FFF O egyenes állású kicsinyített látszólagos

33 A VÉKONYLENCSÉK LEKÉPEZÉSI TÖRVÉNYE, A NAGYÍTÁS A nagyítás:A leképezési törvény: t 1 k 1 f 1  T K t k N  tárgy (T) kép (K) képtávolságképtávolság (k) tárgytávolságtárgytávolság (t) fókusztávolságfókusztávolság (f) 2FFOF 2F2F

34 A DIOPTRIA A fókusztávolságot méterben kell mérni.fókusztávolságot f 1 D  A lencse jellemzője a fénytörő képessége, a dioptria:

35 F RESNEL - LENCSE Fresnel-lencse egy speciális kialakítású gyűjtőlencse. Jellemzője, hogy a koncentrikusan elhelyezkedő lencsemetszetek gyújtótávolságai a lencse fénytani középpontjától azonos távolságra vannak. Augustin Jean Fresnel francia fizikus eredetileg világítotornyok számára fejlesztette ki.

36 A LENCSÉK ALKALMAZÁSAI a vetítő az emberi szem a fényképezőgép a távcső a mikroszkóp a lupe

37 A LUPE 2FFF O Az egyszerű nagyító, vagy lupe egy domború lencse, a legegyszerűbb látószögnövelő eszköz. A fókuszponton belüli tárgyról nagyított képet ad. látószögnövelő

38 A VETÍTŐ fényforrás kondenzor diakép objektívernyő A vetítő egy megvilágított tárgyról gyűjtőlencse (rendszer) segítségével valódi, nagyított, fordított állású képet állít elő.

39 A VETÍTŐ KÉPALKOTÁSA A tárgyat az egyszeres és kétszeres fókusztávolság közé kell tenni, mert ekkor keletkezik nagyított, fordított, valódi kép. fordított 2FFF O k+t

40 A Z EMBERI SZEM retina látóideg pupilla szemlencse A retinán keletkezett kép: fordított állású kicsinyített valódi

41 A Z EMBERI SZEM KÉPALKOTÁSA 2FFF O k+t A tárgynak a szemlencse kétszeres fókusztávolságán kívül kell lenni, mert ekkor keletkezik kicsinyített, valódi kép. A túl közeli tárgyakat ezért nem láthatjuk élesen.

42 A LEGGYAKORIBB SZEMBETEGSÉGEK Az optikai lencsék legősibb felhasználása az emberi látást segítő optikai eszközök alkalmazása. a távollátás a rövidlátás

43 A TÁVOLLÁTÁS Javítása gyűjtőlencsével. Távollátáskor a kép a retina mögött keletkezik.

44 A RÖVIDLÁTÁS Javítása szórólencsével. Rövidlátáskor a kép a retina előtt keletkezik.

45 A FÉNYKÉPEZŐGÉP pillanatzárblende film objektív kondenzor A fényérzékeny filmen fordított állású, kicsinyített, valódi kép keletkezik.

46 A FÉNYKÉPEZŐGÉP KÉPALKOTÁSA 2FFF O k+t A filmet a lencse kétszeres fókusztávolságán kívülre kell tenni, mert ekkor keletkezik kicsinyített, valódi kép. A túl közeli tárgyakról nem lehet éles képet készíteni

47 A Z EMBERI SZEM ÉS A FÉNYKÉPEZŐGÉP ÖSSZEHASONLÍTÁSA blende - pupilla objektív - szemlencse film - retina

48 A TÁVCSŐ a Kepler-távcső a földi távcső a Galilei-távcső a binokuláris távcső Fajtái: A távcső (teleszkóp) a távoli tárgyak megfigyelésére szolgál, mert megnöveli a tárgyak látószögét.látószögét

49 A K EPLER - TÁVCSŐ A Kepler-távcső vagy csillagászati távcső látószögnövelő eszköz, mely a távoli tárgyakról fordított képet ad. távoli csillagok objektíva csillagok képei okulár

50 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 lencseokulár

51 A BINOKULÁRIS TÁVCSŐ A binokuláris távcső két egymás mellé szerelt távcső, s így egyszerre mindkét szemmel való nézésre alkalmas. objektív képfordító prizmák okulár Ha a képfordítást két 45°-os prizmával oldják meg, így csökkenthető a távcső hosszúsága.

52 A MIKROSZKÓP objektívtárgykép okulár Az objektív lencse által létrehozott valódi képet az okulár lencsével, mint egyszerű nagyí-tóval nézzük, és így látjuk még nagyobbnak a tárgy képét. A mikroszkóp egy összetett nagyító.


Letölteni ppt "OPTIKA A fényhullámok terjedése vákuumban és anyagi közegekben."

Hasonló előadás


Google Hirdetések