590 likes | 973 Views
Optyka geometryczna. Dział 7. Temat: Prawo odbicia i załamania światła. Zjawisko odbicia fal polega na zmianie kierunku rozchodzenia się fal na granicy dwóch ośrodków, przy czym fala nie opuszcza danego ośrodka rozprzestrzeniania się. normalna. promień odbity. promień padający.
E N D
Optyka geometryczna Dział 7
Temat:Prawo odbicia i załamania światła • Zjawisko odbicia fal polega na zmianie kierunku rozchodzenia się fal na granicy dwóch ośrodków, przy czym fala nie opuszcza danego ośrodka rozprzestrzeniania się. Bartosz Jabłonecki
normalna promień odbity promień padający • Rys. Zjawisko odbicia fal Bartosz Jabłonecki
Prawo odbicia W zjawisku odbicia fal kąt odbicia jest równy kątowi padania. Promień padający, promień odbity i normalna do powierzchni odbijającej, wystawiona w punkcie padania, leżą w jednej płaszczyźnie Bartosz Jabłonecki
Zjawisko załamania fal polega na zmianie kierunku rozchodzenia się fal na granicy dwóch ośrodków, przy przejściu z jednego ośrodka do drugiego, na skutek różnej prędkości fali w tych ośrodkach. Willebrord van Roijen Snell (1580-1626) źródło: http://de.wikipedia.org/wiki/Willebrord_van_Roijen_Snell Bartosz Jabłonecki
promień padający ośrodek I ośrodek II promień załamany normalna • Rys. Zjawisko załamania fal Bartosz Jabłonecki
Prawo załamania fal (prawo Snelliusa) Stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania dla dwóch ośrodków jest równy stosunkowi prędkości v1 rozchodzenia się fali w pierwszym ośrodku do prędkości v2 w drugim ośrodku. Bartosz Jabłonecki
Bezwzględny współczynnik załamania Bezwzględnym współczynnikiem załamania nazywamy stosunek prędkości światła w próżni do prędkości światła w danym ośrodku: Bartosz Jabłonecki
Przykłady współczynników załamania próżnia powietrze woda szkło Bartosz Jabłonecki
Względny współczynnik załamania Względnym współczynnikiem załamania nazywamy stosunek odpowiednich współczynników załamania: lub Bartosz Jabłonecki
Zad. • Oblicz kąt załamania światła po przejściu z powietrza do wody wiedząc, że wpadł on pod kątem 30o liczonym do normalnej. Bartosz Jabłonecki
Temat:Całkowite wewnętrzne odbicie. • Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia ma miejsce wtedy, gdy światło przechodzi z ośrodka gęstszego do ośrodka rzadszego. Bartosz Jabłonecki
promień odbity promień padający ośrodek I ośrodek II • Rys. Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia (woda-powietrze) Bartosz Jabłonecki
Obliczmy kąt graniczny dla ośrodków woda-powietrze: • pamiętamy: Bartosz Jabłonecki
Wybrane wartości kąta granicznego Bartosz Jabłonecki
Temat: Płytka równoległościenna i pryzmat • Płytka równoległościenna to przezroczysta bryła ograniczona dwiema powierzchniami płaskimi i równoległymi. Bartosz Jabłonecki
d l • Promień przechodzący przez płytkę równoległościenną d - grubość płytki l - przesunięcie promienia Bartosz Jabłonecki
Pryzmat to przezroczysta bryła ograniczona dwiema powierzchniami płaskimi i nierównoległymi. • Kąt zawarty między tymi płaszczyznami nazywamy kątem łamiącym pryzmatu. Bartosz Jabłonecki
- kąt łamiący pryzmatu - kąt odchylenia promienia • Promień przechodzący przez pryzmat Bartosz Jabłonecki
Temat: Zwierciadła płaskie i kuliste • Odbicie fal świetlnych zachodzi na wszystkich powierzchniach (w szczególności na powierzchniach płaskich i kulistych). • W zwierciadle płaskim powstaje obraz pozorny, prosty i jednakowej wielkości. Bartosz Jabłonecki
B’ B A’ A • Konstrukcja obrazu w zwierciadle płaskim Bartosz Jabłonecki
Konstrukcja obrazu w zwierciadle płaskim - przykład Bartosz Jabłonecki
Zwierciadło kuliste (wklęsłe i wypukłe) powstaje jako wycinek sfery. Charakteryzuje je promień krzywizny r. • symbole zwierciadła wklęsłego wypukłego r r Bartosz Jabłonecki
O O r r • Konstrukcja ogniska F F • Konstrukcja ogniska pozornego F F Bartosz Jabłonecki
Ogniskową nazywamy odcinek łączący powierzchnię zwierciadła z ogniskiem. • Dla przyosiowych promieni ogniskowa jest równa połowie promienia. Bartosz Jabłonecki
przedmiot F O obraz • Konstrukcja obrazu w zwierciadle wklęsłym • Cechy: • rzeczywisty • odwrócony • pomniejszony Bartosz Jabłonecki
x y przedmiot obraz F O f • Równanie zwierciadła f - ogniskowa x - odległość przedmiotu od zwierciadła y - odległość obrazu od zwierciadła Bartosz Jabłonecki
Powiększenie obliczamy jako stosunek wysokości obrazu do wysokości przedmiotu: • lub Bartosz Jabłonecki
przedmiot F O obraz • Inne konstrukcje • Cechy: • rzeczywisty • odwrócony • powiększony Bartosz Jabłonecki
obraz przedmiot F O • Inne konstrukcje • Cechy: • pozorny • prosty • powiększony Bartosz Jabłonecki
przedmiot obraz O F • Inne konstrukcje • Cechy: • pozorny • prosty • pomniejszony Bartosz Jabłonecki
Zad. 1 • Przed zwierciadłem wklęsłym o promieniu krzywizny zwierciadła równym 1m umieszczono w odległości 1m przedmiot o wysokości 20cm. Oblicz gdzie znajduje się obraz i jaką ma wysokość. Bartosz Jabłonecki
Zad. 2 • Przed zwierciadłem wklęsłym o promieniu krzywizny zwierciadła równym 1m umieszczono w odległości 20cm przedmiot o wysokości 20cm. Oblicz gdzie znajduje się obraz i jaką ma wysokość. Bartosz Jabłonecki
Temat: Soczewki • Soczewka to przezroczysta bryła ograniczona dwiema powierzchniami kulistymi lub jedną kulistą i jedną płaską. Bartosz Jabłonecki
dwuwypukła płasko-wypukła wklęsło-wypukła symbol dwuwklęsła płasko-wklęsła wypukło-wklęsła symbol • Rodzaje soczewek • soczewki skupiające (wypukłe) • soczewki rozpraszające (wklęsłe) Bartosz Jabłonecki
Konstrukcja ogniska F F • Konstrukcja ogniska pozornego F F Bartosz Jabłonecki
R1 R2 • Równanie soczewkowe Bartosz Jabłonecki
Równanie soczewkowe • gdy jedną powierzchnię soczewki tworzy powierzchnia płaska (promień takiej kuli musiałby być nieskończony) - gdy powierzchnia soczewki jest wklęsła przyjmujemy ujemną wartość promienia Bartosz Jabłonecki
Zdolność zbierająca (skupiająca) soczewki jest odwrotnością ogniskowej • Zdolność zbierającą mierzymy Bartosz Jabłonecki
F F przedmiot obraz • Konstrukcja obrazu w soczewce skupiającej • Cechy: • rzeczywisty • odwrócony • pomniejszony Bartosz Jabłonecki
x y F F przedmiot f obraz • Równanie (podobnie jak dla zwierciadła) Bartosz Jabłonecki
przedmiot F F obraz • Inne konstrukcje • Cechy: • rzeczywisty • odwrócony • powiększony Bartosz Jabłonecki
obraz przedmiot F F • Inne konstrukcje • Cechy: • pozorny • prosty • powiększony Bartosz Jabłonecki
przedmiot F F obraz • Inne konstrukcje • Cechy: • pozorny • prosty • pomniejszony Bartosz Jabłonecki
Zad. 1 • Cienka szklana soczewka dwuwypukła ma promienie krzywizn powierzchni równe 20 cm i 10 cm. Oblicz zdolność zbierającą i ogniskową soczewki, gdy znajduje się: a) w powietrzu, b) w wodzie. Bartosz Jabłonecki
Zad. 2 • Soczewka płasko-wklęsła o promieniu krzywizny R = -0,4 m jest wykonana z materiału o współczynniku załamania n1 = 1,4 i umieszczona w cieczy o współczynniku załamania n2 = 1,6. Ile wynosi ogniskowa soczewki? Bartosz Jabłonecki
Powtórzenie i utrwalenie wiadomości. Część I • Promień XY jest dany, PQ to płaszczyzna rozgraniczająca ośrodki, F - ognisko, O - środek krzywizny zwierciadła kulistego. Jego możliwe drogi po, przed, odbiciu, załamaniu są oznaczone A, B, C, D, E. Tylko jedna z dróg jest poprawna. (5 zad. po 1p.) Bartosz Jabłonecki
Powtórzenie i utrwalenie wiadomości. Część II • Zaznacz konstrukcyjnie obraz. Podaj jego trzy cechy. (3 zad. po 2p.) Bartosz Jabłonecki