Dane INFORMACYJNE (do uzupełnienia)

2. Dane INFORMACYJNE (do uzupełnienia) • Nazwa szkoły: • Gimnazjum nr 60 im. Cyryla Ratajskiego • ID grupy: 98/15_mf_g2 • Opiekun: Adam Szewczyczak • Kompetencja: • Matematyczno - fizyczna • Temat projektowy: • Barwy • Semestr/rok szkolny: • Semestr V, rok szkolny 2011/2012

3. Fala elektromagnetyczna • Fala elektromagnetyczna to rozchodzące się w przestrzeni zaburzenie pola elektromagnetycznego. • Przyczyną powstawania fal elektromagnetycznych jest fakt, że zmiana pola elektrycznego w jednym punkcie powoduje zawsze powstanie nowego pola elektromagnetycznego w sąsiedztwie, co z kolei spowoduje powstanie kolejnego pola elektromagnetycznego dalej itd.

4. Fala elektromagnetyczna • Fala elektromagnetyczna jest szczególnym typem fali, ponieważ nie wymaga ośrodka materialnego i może rozchodzić się w próżni.  • Właściwości fal elektromagnetycznych zależą od długości fali. Promieniowaniem elektromagnetycznym o różnej długości fali, są fale radiowe, mikrofale, podczerwień, światło, ultrafiolet, promieniowanie rentgenowskie i promieniowanie gamma.

5. Natura światła • Światłem i jego naturą zaczęto się interesować już od starożytności. Fakt, że światło w pewnych warunkach zachowuje się jak fala, a w innych – jak cząstki, odkryto na początku XX wieku. • Dowodem na falową naturę promieniowania są takie zjawiska jak dyfrakcja i interferencja, a cząsteczkową efekt fotoelektryczny czy emisja światła przez pojedyncze atomy i cząsteczki.

6. Natura światła Isaac Newton Christiaan Huygens Twórcą falowej teorii światła był Huygens. Według niej światło to fale, rozchodzące się podobnie jak fale mechaniczne i niosące energię. • Za twórcę korpuskularnej teorii światła uważa się Newtona, który twierdził, że rozchodzenie się światła polega na prostoliniowym ruchu maleńkich cząstek – korpuskuł – wylatujących ze źródła.

7. Natura światła Thomas Young Augustin Jean Fresnel James Clerk Maxwell W 1867 roku James Maxwell ogłosił teorię, że światło jest falą elektromagnetyczną. • Na początku XIX wieku uczeni Young i Fresnel zaobserwowali dyfrakcję i interferencję światła. Stanowiły one niezaprzeczalne dowody falowej natury światła zgodnej z teorią Huygensa.

8. Prędkość rozchodzenia się światła • Prędkość z jaką rozchodzi się światło zależy od ośrodka, w jakim porusza się fala. • Maksymalną prędkość światło osiąga w próżni, wynosi ona 299 792 458 m/s.

9. Optyka geometryczna • Założeniem optyki geometrycznej jest, że światło rozchodzi się jako strumień promieni. Przyjmuje się też, że promienie te biegną prostoliniowo od źródła światła do momentu w którym napotkają na przeszkodę, lub zmianę ośrodka.

10. Odbicie światła • Jest to zjawisko zmiany kierunku rozprzestrzeniania się promieni słonecznych na granicy dwóch ośrodków przy czym jeden z nich jest przezroczysty. • Obraz powstający w wyniku odbicia światła jest obrócony, odbity, pozorny, o tej samej wielkości i znajduje się w tej samej odległości od zwierciadła, co obraz rzeczywisty.

11. odbiciE światła • Prawo odbicia światła: • Kąt odbicia  jest równy kątowi padania , a promień padający, promień odbity i normalna leżą w jednej płaszczyźnie.

12. Całkowite wewnętrzne odbicie • Jeśli promień padający biegnie w ośrodku gęstszym optycznie, to kąt załamania jest większy niż kąt padania. Zwiększając kąt padania dochodzimy do sytuacji, gdy kąt załamania równy jest 90. Taki kąt padania nazywamy kątem granicznym. • Sinus kąta granicznego jest odwrotnością współczynnika załamania ośrodka gęstszego optyczne względem ośrodka rzadszego optycznie. Jeśli światło padnie na granicę ośrodków pod kątem większym od granicznego, odbije się w całości od granicy. Jest to zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia. • Wykorzystywane jest ono w konstrukcji światłowodów.

13. Załamanie światła • Jest to zmiana kierunku rozchodzenia się fal świetlnych, gdy światło pada na granicę dwóch różnych ośrodków.

14. załamanie światła • Prawo załamania światła – prawo Snelliusa • Stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania jest dla dwóch danych ośrodków wielkością stałą, równą stosunkowi szybkości światła w tych ośrodkach i zwaną względnym współczynnikiem załamania światła ośrodka drugiego względem pierwszego:

15. Rozszczepienie światła • Rozszczepienie w fizyce to zjawisko rozdzielenia się fali na składowe o różnej długości. • Rozszczepienie światła jest wynikiem ogólniejszego zjawiska fizycznego zwanego dyspersją, które określa zjawiska zachodzące dla fal na skutek zależności prędkości rozchodzenia się fali w ośrodku od częstotliwości fali.

16. rozproszenie światła • Zjawisko rozproszenia światła polega na odbiciu światła w różnych kierunkach od nierównej powierzchni. To zjawisko daje nam możliwość oglądania przedmiotów.

17. tęcza • Tęcza to zjawisko optyczne, łuk na niebie składający się z siedmiu kolorów spektrum ( widma optycznego) w postaci wstęg. Powstaje na skutek załamania się, odbicia i rozszczepienia promieni słonecznych w kroplach deszczu lub mgły.

18. tęczA • Tęcza pojedyncza powstaje gdy promienie słoneczne padające zza pleców obserwatora: • wchodząc do kropli załamują się; • kolejno rozszczepiają i odbijają się od ścianki kropli; • następnie po raz drugi załamują się w kroplach wody znajdujących się w powietrzu.

19. tęczA • Tęcza podwójna powstaje gdy promienie słoneczne padające zza pleców obserwatora: • wchodząc do kropli załamują się; • kolejno rozszczepiają i dwukrotnie odbijają się od ścianki kropli; • następnie po raz drugi załamują się w kroplach wody znajdujących się w powietrzu.

20. dyfrakcja • Zjawisko dyfrakcji polega na odchyleniu kierunku rozchodzenia się światła od pierwotnego kierunku, kiedy przechodzi ono przez niewielkie szczeliny, otwory lub natrafia na przeszkody. Przy ugięciu otrzymujemy prążki dyfrakcyjne.

21. interferencja • Zjawisko interferencji fal zachodzi, gdy fale biegnące z różnych źródeł spotykają się, w wyniku czego punkty ośrodka, przez które biegną fale, wykonują drgania złożone. Każdy ciąg fal wnosi jakby swój udział w drgania danego punktu. Jako szczególne przypadki wyniku interferencji możemy rozważyć: • Spotkanie się danym punkcie fal o fazach zgodnychSpotkanie się danym punkcie fal o fazach wprost przeciwnych

22. Bańki mydlane • Kolorowe wzory powstające na bańce mydlanej wywołane są odbiciem światła od jej obu powierzchni (zewnętrznej i wewnętrznej) oraz interferencji odbitych promieni. • Układ barw przypomina układ barw tęczy, jednak nie są to takie same układy, ponieważ przy odbiciu od cienkich warstw decyduje wzmocnienie lub osłabienie interferencyjne, a w tęczy różne kierunki załamania światła w kropli wody w zależności od długości fali światła.

23. Bańki mydlane • Ścianka bańki mydlanej ma bardzo małą grubość. Promień światła odbija sie zarówno od pierwszej, jak i drugiej ścianki czy bańki. Następuje wówczas interferencja światła odbitego od tych dwóch powierzchni. Pewne częstotliwości są w przeciwnej fazie (i wygaszają sie), inne są w tej samej i następuje wzmocnienie tych częstotliwości, czyli w efekcie danego koloru. Widzimy więc bańkę w takim właśnie kolorze. A ponieważ bańka na całej swojej powierzchni nie ma stałej grubości, to w rożnych miejscach następuje wzmocnienie innego koloru. Grubość zmienia sie płynnie, wiec i płynnie zmienia sie kolor.

24. ZWIERCIADŁo płaskie • Zwierciadło płaskie jest wypolerowaną płaską powierzchnią. • Obraz otrzymany w zwierciadle jest pozorny, symetryczny względem powierzchni zwierciadła, tej samej wielkości.

25. ZWIERCIADŁA WKLĘSŁE • Zwierciadło wklęsłe jest wypolerowaną wewnętrzną częścią kuli. • Promienie świetlne po odbiciu się od powierzchni zwierciadła są skupiane w punkcie zwanym ogniskiem.

26. Obrazy w zwierciadłach wklęsłych • Obrazy uzyskane dzięki zwierciadłom wklęsłym mają różne cechy w zależności o położenia przedmiotu względem zwierciadła. • x>2f Cechy obrazu: pomniejszony, odwrócony, rzeczywisty

27. Obrazy w zwierciadłach wklęsłych • x=2f • 2f>x>f Cechy obrazu: tej samej wielkości, odwrócony, rzeczywisty Cechy obrazu: powiększony, odwrócony, rzeczywisty

28. Obrazy w zwierciadłach wklęsłych • x=f • x<f Cechy obrazu: obraz nie powstaje Cechy obrazu: powiększony, prosty, pozorny

29. ZWIERCIADŁA Wypukłe • Zwierciadło wypukłe jest wypolerowaną zewnętrzną częścią kuli. • Promienie świetlne po odbiciu się od powierzchni zwierciadła są rozbieżne.

30. Obrazy w zwierciadłach wypukłych • Obrazy uzyskane dzięki zwierciadłom wypukłym są zawsze pozorne.

31. soczewki wklęsłe • Soczewki wklęsłe są to soczewki, w których promienie załamane oddalają się od osi optycznej. • Soczewki rozpraszające posiadają ognisko pozorne, tzn. przecięciu nie podlegają same promienie a jedynie ich przedłużenia, a ich ogniskowa jest ujemna.

32. soczewki wklęsłe • Przejście promieni świetlnych przez soczewkę rozpraszającą.

33. SOCZEWKI WYPUKŁE • Soczewka wypukła skupia promienie świetlne, które przechodzą przez pewien punkt zwany ogniskową soczewki. Przejście promieni świetlnych przez soczewkę skupiającą:

34. Równanie soczewki • x- odległość przedmiotu od soczewki; • y – odległość obrazu od soczewki • f – ogniskowa soczewki • Jednostka:

35. Obrazy w soczewkach • Obrazy uzyskane dzięki soczewką skupiającym mają różne cechy w zależności o położenia przedmiotu względem soczewki. • x>2f Cechy obrazu: pomniejszony, odwrócony, rzeczywisty

36. Obrazy w soczewkach • x=2f • 2f>x>f Cechy obrazu: tej samej wielkości, odwrócony, rzeczywisty Cechy obrazu: powiększony, odwrócony, rzeczywisty

37. Obrazy w soczewkach • x=f • x<f Cechy obrazu: obraz nie powstaje Cechy obrazu: powiększony, prosty, pozorny

38. Obrazy w soczewkach • Obrazy uzyskane dzięki soczewkom rozpraszającym są zawsze pozorne.

39. Obrazy w soczewkach i zwierciadłach w praktyce

40. Obrazy w soczewkach i zwierciadłach w praktyce • Wykorzystaliśmy m.in. zestaw do doświadczeń z optyki geometrycznej

41. Definicja barwy • Wrażenie zmysłowe, reakcja na odbierane przez układ wzrokowy fale elektromagnetyczne z określonego zakresu długości fali. • Psychofizyczna cecha percepcji wzrokowej wymagająca światła, pobudzenia receptorów siatkówki oraz przetworzenia w korze mózgowej sygnałów przekazywanych przez nerw wzrokowy

42. Historia barwy • Starożytni Grecy uważali, że kolor jest wewnętrzną cechą ciał, wymagającą światła jedynie do aktywacji. Ten datujący się od Arystotelesa i utrzymujący przez Średniowiecze i Renesans pogląd na barwę łączył się także z rozróżnieniem kolorów pozornych i rzeczywistych. • Za pozorne uznawano te, których istnienie zależało od pozycji obserwatora, natomiast barwy rzeczywiste były przynależne rzeczom. • W takim ujęciu tęcza stanowiła klasyczny przykład barwy pozornej, ponieważ każdy jej kolor dochodzi do naszego oka z nieco innej części łuku.

43. Atrybuty barwy • Barwę można scharakteryzować trzema atrybutami: • — odcień, kolor, walor - nadaje barwie jej nazwę, a określa go odpowiednia długość fali elektromagnetycznej z zakresu od około 380 do 780 nm, • — nasycenie - uzyskiwane jest poprzez zmieszanie promieniowania barwnego z wiązką światła białego; zmieniając ilość światła białego uzyskujemy wrażenie tego samego koloru ale rozjaśnionego lub przyciemnionego, • — jasność, jaskrawość, natężenie - odpowiada wrażeniu słabszego lub mocniejszego strumienia światła, które nie wpływa na zmianę koloru ani nasycenia.

44. Atrybuty barwy

45. Barwa a długość fali

46. Barwy podstawowe i pochodne Barwy: czerwoną, zieloną i niebieską przyjęto jako podstawowe. Przez mieszanie można z nich otrzymać wszystkie inne. Zmieszanie dwóch barw podstawowych w równych proporcjach daje tzw. barwę pochodną. Barwy pochodne to żółty, błękiti purpura. Każda z barw podstawowych ma dopełniającą ją barwę pochodną, np. niebieski – żółty, czerwony – błękitny, zielony - purpurowy. Ze zmieszania barw podstawowych powstaje światło białe. Taki sam efekt otrzymamy mieszając barwy pochodne lub barwy dopełniające.

47. Mieszanie barw • Możemy wyróżnić dwa różniące się zasadniczo sposoby mieszania kolorów. • Jeżeli mieszane są kolorowe światła, rezultat zawsze będzie jaśniejszy niż poszczególne kolory składowe, a jeśli odpowiednie kolory są mieszane w odpowiedni sposób, wówczas wynik ostateczny będzie kolorem białym. Proces ten nazywamy addytywnym mieszaniem barw. • Jeżeli mieszane są kolorowe farby, to wynik będzie zawsze ciemniejszy niż kolory składowe. Jeśli odpowiednie kolory są mieszane w odpowiedni sposób, wówczas wynik ostateczny będzie kolorem czarnym. Taki sposób mieszania nazywamy subtraktywnym mieszaniem barw.

48. Addytywne mieszanie barw Addytywne mieszanie barwy dopełniającej z nieskładową (przeciwstawną) barwą podstawową powoduje powstanie barwy białej • Addytywne mieszanie barw podstawowych powoduje powstawanie barw dopełniających oraz barwy białej.

49. Subtraktywne mieszanie barw podstawowych Subtraktywne mieszanie barw dopełniających powoduje powstawanie barw podstawowych oraz barwy czarnej. • Subtraktywne mieszanie barw podstawowych zawsze powoduje powstanie barwy czarnej.

50. Krążek barw Newtona • Krążek Newtona to koło, na którym znajdują się barwne segmenty. Barwy, które występują na krążku obejmują podstawowe barwy widma światła widzialnego, czyli tak zwane barwy proste: czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski, indygo i fioletowy. W chwili, gdy obracamy krążkiem Newtona, barwy zlewają się ze sobą i widzimy „barwę” białą.