Az emberi szem működése. (nem csak fizika…)

Slides:



Advertisements
Hasonló előadás
Hullámmozgás.
Advertisements

NEMZETI TANKÖNYVKIADÓ Panoráma sorozat
Az optikai sugárzás Fogalom meghatározások
Részecske vagy hullám? – A fény és az anyag kettős természetéről Vámos Lénárd TeTudSz 2010.okt.1.
A fényelektromos jelenség
5. GÁZLÉZEREK Lézeranyag: kis nyomású (0, Torr) gáz, vagy gázelegy Lézerátmenet: elektronszintek között (UV és látható lézerek) rezgési szintek.
Készitette:Bota Tamás Czumbel István
Miért láthatjuk a tárgyakat?
Multimédiás segédanyag
Lencsék és tükrök képalkotásai
NEMZETI TANKÖNYVKIADÓ Panoráma sorozat
1. Anyagvizsgálat Feladat Tervezés számára információt nyújtani.
Szilárd anyagok elektronszerkezete
Film fénytöréshez Lencsék Film fénytöréshez
Hullámoptika.
Orvosi képfeldolgozás
SZÍNEKRŐL.
Statisztikus fizika Optika
Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc Gazdálkodási modul Gazdaságtudományi ismeretek.
Elektromágneses hullámok
FIZIKA 9-12 TANKÖNYVSOROZAT Apáczai Kiadó A KERETTANTERV javasolt éves óraszámai változat 55,57492,5- szabad --55,564 2.változat 55,57474-
Sugárzás-anyag kölcsönhatások
Dr. Csurgai József Sugárzástan 1. Dr. Csurgai József
Ma sok mindenre fény derül! (Optika)
A fény részecsketermészete
Fénytan.
Elektromágneses színkép
Színtervezés számítógépes felhasználás számára Schanda János és a Virtuális Környezetek és Fénytan Laboratórium Dolgozói és PhD hallgatói.
3. A HIDROGÉNATOM SZERKEZETE A hidrogénatom Schrödinger-egyenlete.
Lézerspektroszkópia Előadók: Kubinyi Miklós Grofcsik András
Optika Fénytan.
A domború tükör közlekedési tükrök
csillagász távcsövek fotoobjektív vetítőgép
5. GÁZLÉZEREK Lézeranyag: kis nyomású (0, Torr) gáz, vagy gázelegy Lézerátmenet: elektronszintek között (UV és látható lézerek) rezgési szintek.
Kubinyi Miklós ) Lézerspektroszkópia Kubinyi Miklós )
Mit tudunk már az anyagok elektromos tulajdonságairól
Nyitókép TÜKRÖK.
Az atom szerkezete Készítette: Balázs Zoltán BMF. KVK. MTI.
Hullámoptika Holográfia Készítette: Balázs Zoltán BMF. KVK. MTI.
-fényvisszaverődés -fénytörés -leképező eszközök
TARTALOM Optikai fogalmak Síktükör képalkotása Homorú tükrök nevezetes sugármenetei Homorú tükör képalkotása Domború tükrök nevezetes sugármenetei Domború.
NEMZETI TANKÖNYVKIADÓ Panoráma sorozat
FIZIKA Fénytani alapfogalmak
FÉNY ÉS ELEKTROMOSSÁG.
OPTIKAI LENCSÉK 40. Leképezés domború tükörrel és szórólencsével.
MECHANIKAI HULLÁMOK A 11.B-nek.
Az elektron hullámtermészete
A negyedik halmazállapot: A Plazma halmazállapot
Elektromágneses rezgések és hullámok
OPTIKAI TÜKRÖK ÉS LENCSÉK
Somogyvári Péter tollából…
A fény kettős természete. Az elektron hullámtermészete.
Elektromágneses hullámok
Spektroszkópia Analitikai kémiai vizsgálatok célja: a vizsgálati
Máté: Orvosi képfeldolgozás1. előadás1 A leképezés tárgya Leképezés Képfeldolgozás Felismerés Leletezés Diagnosztizálás Terápia Orvosi képfeldolgozás Minden.
E, H, S, G  állapotfüggvények
Mechanikai hullámok.
Hullámhossz és frekvencia.  Hullámhossz  Ultraviola (UV) sugárzás:  UV-A: jótékony hatású: csontképződés, barnulás  UV-B: káros hatású: korai ráncosodás,
Gömbtükrök Fizika 8. osztály. Elnevezések a gömbtükörnél Gömbtükör: a gömb külső, vagy belső felülete tükröző G:Gömbi középpont O: optikai középpont (a.
A fény törése és a lencsék
Elektromos hullámok keletkezése és gyakorlati alkalmazása
Részecske vagyok vagy hullám? Miért kék az ég és miért zöld a f ű ?
Molekula-spektroszkópiai módszerek
Optikai mérések műszeres analitikusok számára
Optikai mérések műszeres analitikusok számára
Fizika 2i Optika I. 12. előadás.
Közönséges (a) és lineárisan poláros (b) fény (Niggli P. után)
Optikai mérések műszeres analitikusok számára
RASZTERES ADATFORRÁSOK A távérzékelés alapjai
Készítette: Porkoláb Tamás
Előadás másolata:

Az emberi szem működése. (nem csak fizika…) Az égitestek fényképe fényes körlap: miért látunk mégis csillagokat? Lehet, hogy egy fekete-fehér mintázatú korong színesnek látszik? Melyik vonal hoszabb: jó a szemmértéked? Lehet hogy egy közönséges falikép hirtelen mozogni kezd? Tények, kísérletek és érdekességek a szem működésével kapcsolatban.

A látás alapja a fény érzékelése. Mi a fény? Milyen tulajdonságai vannak ? Hogyan keletkezik ? hogyan terjed ? Hogyan nyelődik el ? Hogyan lép kölcsönhatásba biológiai anyagokkal ? A látás az információszerzés fontos eszöze. A látás, mint fizikai, biofizikai és pszichológiai folyamat. Csak az hiszem, amit látok ! Valóban hihetünk a szemünknek ?

A fény és az ember ELSŐ RÉSZ

hõhatása érzékeny hőmérőkkel kimutatható. Mi a fény? A fény sugárzás A fény olyan sugárzás, amely fényérzetet kelt olyan sugárzás, Emellett kémiai változást okoz egy fényképlemezen, működésbe hozza a fotocellát, hõhatása érzékeny hőmérőkkel kimutatható.

A fény keletkezése és elnyelődése: (egy kis atomfizika) az atomban lévő elektron energiája nem lehet akármekkora: csak „megengedett” energiaértéket vehet fel. (Bohr I. posztulátuma)

(egy kis atomfizika) A legegyszerűbb atom, a hidrogén, amely egy protonból és egyetlen elektronból áll E További gerjesztett állapotok energiái A második gerjesztett állapot és energiája Az első gerjesztett állapot és energiája Az alapállapot és energiája 0,1 nm ( 1 nm a mm ezredrészének milliomodrésze)

(Bohr II. posztulátuma) Fényelnyelés, fénykibocsátás: Elektronállapot-változás (DE): csak „megengedett” állapotok között jön létre (Bohr II. posztulátuma) Fényelnyelés, fénykibocsátás: a fény az energiát az atomban alapállapotban lévő elektronnak adja. Az elektron energiája megnő (gerjesztett állapot). Ez az állapot instabil, az elektron gyorsan újra alapállapotba kerül és az energiakülönbséget fény formájában kibocsátja. A fény tehát az atomokkal történő kölcsönhatásban keletkezik és nyelődik el

h = 6,6.10-34 Js c = 3,108 m/s (Balmer, 1885) A HIDROGÉNSPEKTRUM  (nm) DE (aJ) 656,4 0,303 486,3 0,409 434,2 0,458 410,3 0,485 397,1 0,501 h = 6,6.10-34 Js c = 3,108 m/s Ibolya kék zöld sárga narancs vörös l nm 410 434 486 656 (Balmer, 1885)

A sugárzás kvantum természete: a foton „hullámcsomag”, E = hf Gerjesztett állapot energiája E2 Energia-különbség DE = E2 - E1 hf=DE Alapállapot energiája E1 Alapállapotú atom Alapállapotú atom (magasabb energiaállapotú) Gerjesztett atom

Az ionizáció tartománya Az ionizációhoz szükséges energia Összefoglalva: Az ionizáció tartománya 0 eV : A szabad elektron energiája 0,02 0,03 0,045 0,061 0,086 aJ 0,14 aJ 0,24 aJ 0,54 aJ 3,375 eV 2,176 aJ 13,6 eV negyedik gerjesztett állapot 0,85 eV harmadik gerjesztett állapot 1,51 eV Második gerjesztett állapot Az ionizációhoz szükséges energia 2,1760 aJ = 13,6 eV DE=0,3 aJ l =656 nm 3,4 eV Első gerjesztett állapot DE=1,63 aJ = 10,2 eV 13,6 eV alapállapot aJ: attojoule 1 aJ = 10-18 J Energia, aJ 1 eV = 0,16 aJ

A fény hullámtermészetének (1690, Huygens) bizonyítéka a fényelhajlás és az interferencia (Young, 1801)

Young kettős-rés kísérlete napfény Észlelő ernyő Szűk rések Az ernyőn megjelenő mintázat Jobboldali rés nyitva Kísérleti észlelet Várható észlelet: baloldali rés nyitva mindkét rés nyitva Hullámelmélet szerint Részecskeelmélet szerint A kísérlet eredménye

Elemi hullám: síkbeli rezgés Valódi fénysugár: sok elemi hullám, különböző síkokban rezegnek. Polarizáció: kiválaszjuk a párhuzamos síkokban rezgő elemi hullámokat. Mágneses indukcióvektor Elektromos térerőség x

Kísérlet: Rácsok, lézer: elhajlás és interferencia katedrálüveg, lézer: fénytörés és interferencia

transzverzális hullám. Kísérlet. Polarizáció: a fény transzverzális hullám.

A fény kettős természetű: hullám és részecske (foton) Hallwachs fedezte fel a fotoeffektust: fény hatására (például fémfelületről) elektronok szabadulnak fel. V + - Einstein értelmezte a kísérleti eredményt: a fény fotontermészetű (is). n Eel nküszöb Eki

áramforrás Zn-lemez UV-lámpa Ellen-elektróda

A látható fény tehát hullám: elektromágneses hullám. De nincs egyedül: Rádióhullámok Fény sugárzások Ionizáló MEGNEVEZÉS HULLÁMHOSSZ Felhasználás, jelentőség (példák) Váltakozó áram 18 000- 3 km Energiaellátás, elektromos eszközök Hosszúhullámok 2       - 1 km Távközlés Középhullámok 600     - 150 m Rövidhullámok 50       - 15 m URH 15     - 1 m Mikrohullámok 1 m - 0,03 mm Távközlés, radar, Infravörös fény 0,3 nm  - 760 nm hősugárzás Látható fény 760 nm- 380 nm látás Ultraibolya fény 380 nm- 10 nm D-vitamin Röntgensugarak 10 nm  - 1 pm Orvosi és műszaki diagnosztika, terápia, Gammasugarak 0,3 nm - 30 fm Terápia, műszaki diagnosztika, mezőgazdaság (csírátlanítás) Kozmikus sugarak 30 fm   - 0,3 fm Hatásai a földi életre, Tudományos kutatás

Fénytörés Teljes visszaverődés

TELJES VISSZAVERŐDÉS FORRÓ LEVEGŐRÉTEGEN DÉLIBÁB TELJES VISSZAVERŐDÉS VÍZFELSZÍNEN TELJES VISSZAVERŐDÉS FORRÓ LEVEGŐRÉTEGEN FÉNYVEZETŐ VÍZSUGÁR

Kísérlet: A fényvezető működése (teljes visszaverődés)

Mi a leképezés?

A tér transzformációja vagy leképezése Egy kis matematika… A tér transzformációja vagy leképezése egy halmaz minden egyes P pontjához a tér egy másik P’ pontját rendeli hozzá. A P’ pontot a P pont képének nevezzük… P1 P2 P3 P4 P3’ P4’ P2’ P1’

egyik legegyszerűbb transzformáció (leképezés) a tükrözés. A szabályos sima felületeken létrejövő fényvisszaverődés leképezést hozhat létre: egyik legegyszerűbb transzformáció (leképezés) a tükrözés. Tükröző gömbfelület fókusz Geometriai középpont P tárgy-pont P’ kép-pont Valamely P ponton átmenő fénysugarak a visszaverődés után egyetlen P’ ponton mennnek át, vagyis egy-egyértelmű transzformáció (leképezés) keletkezik. Ezátal a gömbtükör a tárgy képét hozza létre, ami ernyőn (vetítővásznon) felfogható.

Példák a leképezésre: Camera obscura Rajzolás

f(m) ) D(m Optikai lencse dioptriás 4 0,25 1 lencse lságú fókusztávo m FÓKUSZTÁVOLSÁG, f FÓKUSZ(PONT) A dioptria a lencse „erősségének” (törőerejének) a mértéke. [A dioptria lehet pozitív (gyüjtőlencse) vagy negatív (szórólencse).] dioptriás 4 0,25 1 lencse lságú fókusztávo m cm 25 a pl. = - f(m) ) D(m

Leképezés optikai lencsével Valódi kép keletkezése TÁRGY KÉP

Optikai lencse: HOGYAN MŰKÖDIK A FÉNYKÉPEZŐGÉP?

VÉGE AZ ELSŐ RÉSZNEK .