1 FIZIKA Fénytani alapfogalmak Balthazár Zsolt Apor Vilmos Katolikus Főiskola

2 Fény terjedése Fény: látható elektromágneses sugárzás Homogén közegben egyenes irányban állandó sebességgel vákuumban km/s más közegben lassabban: törésmutató

3 Fény a határfelületen Ha a közeg hirtelen megváltozik (határ- felület), a fény számára több lehetőség van: visszaverődik  ez a tükör elnyelődik  ezért színes megtörik  például lencse Időnként a lehetőségek mindegyike egyszerre is megjelenhet

4 Síktükör A beesési szög azonos a visszaverődési szöggel Látszólagos, azonos állású és méretű kép Amit a tükör mutat az valóság, csak · nem ott van · ami ott van, az nem látszik Ismerték az ókorban is: bronztükrök Az üveg ezüstözése: foncsorozás

5

6

7 Domború és homorú tükör Főleg műszaki alkalmazások · közlekedés, reflektor, hősugárzó · csillagászati távcső (· parabolaantenna is!) Háztartásban: · borotválkozó tükör Bemutatásra: fényes kanál, karácsonyfadísz Vidám Park: görbe tükör

8 Fénytörés Snellius-Descartes törvény n = sin  / sin  A törésmutató nem függ a szögektől, de függ a fény hullámhosszától (színétől) Drágakövek színszórása

9 Teljes fényvisszaverődés — 1 A fénysugár pályája megfordítható: ha „visszafelé” irányítjuk, ugyanazon a pályán halad A nagyobb törésmutatójú közegből érkező fénysugár a beesési merőlegestől törik a Snellius-Descartes törvény szerint De érkezhet a fénysugár olyan irányból is, hogy nincsen hová „törnie”

10

11 Teljes fényvisszaverődés — 2 A piros színnel jelölt fénysugarak pályája mindkét közegben lehetségesek, mindkét irány lehetséges A zölddel jelölt fénysugár nem tud kilépni az üvegből, visszaverődik

12 Teljes fényvisszaverődés — 3 Hasznosítás: (üveg) száloptika · endoszkóp · hírközlés · üvegszálas lámpa kivilágított szökőkút A természetben: délibáb

13

14

15

16 Délibáb A törésmutató hőmérséklet emelkedésével csökken A talajt a Nap sugárzása felmelegíti, forró levegőréteg alakul ki, amely nem tud felemelkedni, felszíne vibrál A hidegebb levegőből nézve a felület tükröződik: vizesnek észleljük Közelről a víz „eltűnik”

17 Lencsetörvény Fogalmak: fókusztávolság (f), képtávolság (k), tárgytávolság (t) 1/f = 1/k + 1/t D = 1/f [m -1 ] !

18 Lencsék fajtái Domború, gyűjtő lencse - közepén vastagabb, mint a szélén Homorú, szóró lencse: középen vékonyabb, mint a szélén Speciális, kombinált lencsék: · bifokális · multifokális · cilinderes

19 Az emberi szem felépítése A szemlencse a beérkező fényt a retinára vetíti, ahonnan idegsejtek továbbítják a jeleket az agyba Egészséges szemű embernek a szemlencséje a szükséges mértékben változó fókusztávolságú Ha a kép nem a retinán képződik, szemüveggel lehet javítani a látást

20 Szemüveg, szemüveghibák Rövidlátó: közelre jobban lát: szórólencse Távollátó: közelre rosszul lát: gyűjtőlencse A szemlencse hibája irányfüggő: cilinderes lencse A lencsék optikai középpontja a pupilla előtt legyen Az optikai tengely fontossága

21

22

23 Néhány ellenőrző kérdés — 1 Hogyan látjuk a fekete tárgyat, ha arról nem érkezik fény a szemünkbe? Miért van az, hogy a szemüveges veszi utoljára észre, ha piszkos a szemüvegje? Lehetséges-e magasan, a horizont fölött 20 … 30 o -al a délibáb? Lehet-e jéggel tüzet gyújtani?

24 Néhány ellenőrző kérdés — 2 Felgyújthatta-e a római hadihajókat a szirakuzai várból Archimédész? Hogyan lehet, hogy egy 25 dioptriás műanyag lencse az ember szemébe operálva jól működik, pedig az ember szemének átmérője nincsen 4 cm? Hogyan lehet a kis kirakatot tükör segítségével „növelni”?

25 Néhány ellenőrző kérdés — 3 Legalább mekkora legyen az a függőleges állású síktükör, amelyben magamat tetőtől talpig látom? Hol használják és hogyan működik a periszkóp? Miért készítik lencse helyett inkább tükörrel a nagy csillagászati távcsöveket?