Fénytan

Összetett optikai eszközök Mikroszkóp: nagyításra használják Teleszkóp: távoli objektumok megfigyelésére használják Földi távcsövek Írásvetítő A szem

Fényhullámok interferenciája Ismétlés: Az azonos fázisban találkozó hullámok maximálisan erősítették, az ellenkező fázisban találkozók pedig gyengítették egymást. (kioltás) A fény elektromágneses hullám! Interferencia lehetséges-e? Kis: Két fényforrás…..nem tapasztalunk interferenciát!

Tartós interferenciához a találkozó hul- lámok állandó fáziskülönbsége szükséges. (koherens hullámok) Fénnyel ez úgy lehetséges, ha minden egyes atomi eredetű fényhullámvonulatot kettéosztunk, majd ki útkülönbséggel újra egyesítünk. Azaz biztosítjuk a tartós koherenciáját a hullámrészeknek. Kis: fekete kartonpapíron kis lyuk, azon keresztül izzólámpa

Newton-gyűrűk lencsék közti légrétegen Tap: Színes koncentrikus gyűrűk A jelenséget a fényhullámok elhajlásával és Huygens- Fresnel elv értelmezésével magyarázhatjuk

Interferencia olajfolton

Lézerfény interferenciája (koherens fény; erősítés; gyengítés.)

Vörös, kék és fehér fény interferenciája rácson

Interferencia merőleges rácsokon

Lézer fény elhajlása keskeny résen Kis résen áthaladó hullám eljut az árnyéktérbe is, oda, ahová egyenes vonalú terjedéssel nem juthatott volna. Ez a hullámelhajlás jelensége, melyet a többi hullámjelenséghez hasonlóan a Huygens-Fresnel elvvel magyarázhatunk.

A fényelhajlást optikai ráccsal tudjuk vizsgálni. Az optikai rács rések sorozata, jellemzője a rácsállandó (d), amely a szomszédos rések azonos helyzetű részeinek a távolsága. Jedlik Ányos magyar fizikus az 1800-as években olyan rácsosztó gépet készített, mellyel milliméterenként 1200 rést tudott elhelyezni (rácsállandója tehát 1/1200 mm).

Ha k = 0, az elhajlás szöge is 0°, a fénysugár ilyenkor irányváltoztatás nélkül halad tovább, a két sugár 0 útkülönbséggel találkozik (ez a nulladrendű maximum).

Polarizáció Polarizálni csak transzverzális hullámokat lehet, így a polarizáció alkalmas annak meghatározására, hogy egy hullám transzverzális-e.

Egy kezdetben több rezgési síkkal rendelkezı hullámot polarizátor segítségével lineárisan polárossá (egy rezgési síkkal rendelkezővé) tehetünk, melyet aztán még egy, az elsőtől eltérő síkra beállított polarizátorral analizálhatunk. Ha ez a jelenség lejátszódik, a vizsgált hullám transzverzális.

Fény esetében polarizátorként ún. polárszűrőket alkalmazhatunk:

A Brewster-féle feltétel Átlátszó közegre (üveglapra) eső fény egy része megtörve belép az üvegbe, másik része visszaverődik arról. Ha a visszavert és a megtört fénysugár derékszöget zár be, az üveglap csak a saját síkjával párhuzamos síkú rezgéseket veri vissza, vagyis a visszavert fénysugár egy rezgési síkkal rendelkezik, lineárisan poláros.

Ha tg α = n2,1 a visszaverődő sugarak lineárisan polárosak lesznek. Üveglapnál ez a szög, α ≈ 57°. Így két, megfelelően beállított üveglappal a fény analizálható, elérhető, hogy a felvevő ernyőn ne kapjunk képet.

Csillám keresztezett polárszűrők között

Átlátszó vonalzó keresztezett polárszűrők között

Bankjegyek látható fényben

Bankjegyek ultraibolya fényben

Színfelbontás, színképek Fény törése prizmán

Ha a prizmára fehér fényt bocsátunk, akkor az a prizmán áthaladó színeire bomlik: vörös, narancs, sárga, zöld, kék, ibolya. Ezt a sávrendszert színképnek vagy spektrumnak nevezzük. A különböző színű fényhullámhoz, különböző hullámhossz tartozik.

Fehér fény felbontása prizmával

Szivárvány a krimmli vízesésnél (Ausztria)

Színszóródás: diszperzió A prizmák és az optikai rácsok lehetővé teszik hogy a rájuk eső fényt hullámhosszak szerint elkülönítsék, így előállítva a fény spektrumát. Alkalmazás: anyagvizsgálatnál (bizonyos anyagok jelenlétének kimutatása) Spektrográf: a spektrumot fotografikus vagy elektronikus úton rögzíti.

Színképek osztályozása: Keletkezés szerint Kibocsátási (emissziós) spektrumok Elnyelési (abszorpciós) spektrumok Szerkezete szerint Vonalas színkép pl: atomok Sávos szerkezetű színkép pl: folyadékok Folytonos színkép pl: izzó testek sugárzása

Elnyelési színkép (gáz; gőz )