Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Projekt AS KOMPETENCJI jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Projekt AS KOMPETENCJI jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki."— Zapis prezentacji:

1 Projekt AS KOMPETENCJI jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki CZŁOWIEK – NAJLEPSZA INWESTYCJA Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie

2 DANE INFORMACYJNE Nazwa szkoły: Zespół Szkół w Sławnie ID grupy:97/2_mf_g1 Kompetencja: matematyczno - fizyczna Temat projektowy: Zjawiska optyczne Semestr/rok szkolny: I / 2009/2010

3 SPIS TREŚCI 1. Jaka jest natura światła? 2. Nauka o świetle 3. Klasyczna optyka SPIS TREŚCI

4 4. Model optyki geometrycznej 4.1 Wiązka, promień światła 4.2 Zjawiska optyki geometrycznej Prawo odbicia światła a) Puszczanie zajączków b) Studium przypadku 1: aula szkolna c) Studium przypadku 2: dowolne pomieszczenie Prawo załamanie światła a) Ciekawy efekt załamania światła 4.3 Zaleta modelu optyki geometrycznej 4.4 Wada modelu optyki geometrycznej SPIS TREŚCI

5 5. Optyka falowa 5.1 Pojęcie światła w optyce falowej Widmo fal elektromagnetycznych Natura falowa światła a) Obserwacja zjawiska falowego światła Natura kwantowa światła a) Światło nie jest ciągłą nitką b) Wnioski z obserwacji 6. Podsumowanie: optyka geometryczna czy falowa? SPIS TREŚCI

6 JAKA JEST NATURA ŚWIATŁA? Czy światło jest zbiorem cząsteczek, czy też ruchem wypełniającym świat? JAKA JEST NATURA ŚWIATŁA?

7 Czym jest światło?

8 NAUKA O ŚWIETLE Tradycyjnie, naukę o świetle i budowaniu przyrządów optycznych, określano mianem optyka. Obecnie, światło rozważa się w ramach działu fizyki traktującego o rozchodzeniu się fal elektromagnetycznych. NAUKA O ŚWIETLE

9 KLASYCZNA OPTYKA Traktuje o częściach fal elektromagnetycznych, które są odbierane przez oko człowieka. Optyka Optyka geometryczna Optyka falowa KASYCZNA OPTYKA

10 MODEL OPTYKI GEOMETRYCZNEJ Główne założenia: światło rozchodzi się jako strumień promieni, promienie biegną prostoliniowo od źródła światła do momentu, w którym napotkają na przeszkodę lub zmianę ośrodka. MODEL OPTYKI GEOMETRYCZNEJ

11 WIĄZKA, PROMIEŃ ŚWIATŁA Promień światła jest to pojedynczy, bardzo cienki i rozchodzący się w jednym kierunku "fragment" światła". Wiązka świetlna to wiele promieni rozchodzących się w zbliżonym kierunku. Rodzaje wiązek światła równoległe rozbieżne zbieżne inne... MODEL OPTYKI GEOMETRYCZNEJ > WIĄZKA, PROMIEŃ ŚWIATŁA

12 ZJAWISKA OPTYKI GEOMETRYCZNEJ odbicie światła załamanie światła MODEL OPTYKI GEOMETRYCZNEJ > ZJAWISKA OPTYKI GEOMETRYCZNEJ

13 PRAWO ODBICIA ŚWIATŁA Kąt odbicia równy jest kątowi padania. Kąty, padania i odbicia, leżą w jednej płaszczyźnie α β Ośrodek pierwszy Ośrodek drugi α = β MODEL OPTYKI GEOMETRYCZNEJ > ZJAWISKA OPTYKI GEOMETRYCZNEJ > PRAWO ODBICIA ŚWIATŁA

14 PUSZCZANIE ZAJĄCZKÓW Problem zainspirowany dziecięcą zabawą w puszczanie zajączków na ścianę. W jaki sposób rozmieścić w auli szkolnej wzdłuż ścian 7 lusterek tak, aby osoba stojąca na środku krótszego boku auli puszczająca zajączka została oświetlona światłem odbitym? MODEL OPTYKI GEOMETRYCZNEJ > ZJAWISKA OPTYKI GEOMETRYCZNEJ > PRAWO ODBICIA ŚWIATŁA

15 STUDIUM PRZYPADKU 1: AULA SZKOLNA Obliczenia dla auli o wymiarach 30m x 20m MODEL OPTYKI GEOMETRYCZNEJ > ZJAWISKA OPTYKI GEOMETRYCZNEJ > PRAWO ODBICIA ŚWIATŁA

16 STUDIUM PRZYPADKU 2: DOWOLNE POMIESZCZENIE Uogólnienie obliczeń dla dowolnego prostokątnego pomieszczenia. MODEL OPTYKI GEOMETRYCZNEJ > ZJAWISKA OPTYKI GEOMETRYCZNEJ > PRAWO ODBICIA ŚWIATŁA

17 α β PRAWO ZAŁAMANIA ŚWIATŁA Stosunek sinusa kąta padania, do sinusa kąta załamania jest dla danych ośrodków stały i równy stosunkowi prędkości fali w ośrodku pierwszym, do prędkości fali w ośrodku drugim. Kąty padania i załamania leżą w tej samej płaszczyźnie. Ośrodek pierwszy Ośrodek drugi α – kąt padania, β – kąt załamania v 1 – prędkość światła w ośrodku 1 v 2 – prędkość światła w ośrodku 2 MODEL OPTYKI GEOMETRYCZNEJ > ZJAWISKA OPTYKI GEOMETRYCZNEJ > PRAWO ZAŁAMANIA ŚWIATŁA

18 CIEKAWY EFEKT ZAŁAMANIA ŚWIATŁA Złudzenie "złamania" patyka umieszczonego w misce z wodą. MODEL OPTYKI GEOMETRYCZNEJ > ZJAWISKA OPTYKI GEOMETRYCZNEJ > PRAWO ZAŁAMANIA ŚWIATŁA

19 ZALETA MODELU OPTYKI GEOMETRYCZNEJ Główną zaletą modelu optyki jest to, że jest użyteczny, w oparciu o niego świetnie działają takie przyrządy jak: aparaty fotograficzne, okulary, lornetki, teleskopy, itp. MODEL OPTYKI GEOMETRYCZNEJ > ZALETA MODELU OPTYKI GEOMETRYCZNEJ

20 WADA MODELU OPTYKI GEOMETRYCZNEJ Model ten nie do końca jest zgodny z rzeczywistością. Prawa optyki geometrycznej przestają działać wtedy, gdy rozmiary obiektów zbliżają się do rozmiaru mikrometra. Światło przestaje rozchodzić się prostoliniowo i dzieją się zjawiska charakterystyczne dla optyki falowej. MODEL OPTYKI GEOMETRYCZNEJ > WADA MODELU OPTYKI GEOMETRYCZNEJ

21 OPTYKA FALOWA Model ruchu falowego zakłada, że energia fali przenosi się nie poprzez ściśle określony tor ale porusza się na raz wieloma drogami – właściwie całą dostępną przestrzenią. Wielkością charakterystyczną dla modelu falowego jest długość fali. OPTYKA FALOWA

22 POJĘCIE ŚWIATŁA W OPTYCE FALOWEJ Światło jest falą elektromagnetyczną o długościach fali z zakresu od 0,39 μm do 0,74 μm. Światło widzialne stanowi tylko drobną część powstających we wszechświecie fal elektromagnetycznych, a pozostałego zakresu tych fal ludzkie oczy nie są w stanie zarejestrować. Światło rozchodzi się w próżni z prędkością c= m/s. OPTYKA FALOWA > POJĘCIE ŚWIATŁA W OPTYCE FALOWEJ

23 WIDMO FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH OPTYKA FALOWA > POJĘCIE ŚWIATŁA W OPTYCE FALOWEJ > WIDMO FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH

24 NATURA FALOWA ŚWIATŁA W optyce falowej (a także w rzeczywistości) światło może np. omijać przeszkody, rozdzielać się na wiązki, rozszczepiać na kolory tylko z powodu różnic przebytej przez światło drogi. OPTYKA FALOWA > POJĘCIE ŚWIATŁA W OPTYCE FALOWEJ > NATURA FALOWA ŚWIATŁA

25 OBSERWACJA ZJAWISKA FALOWEGO ŚWIATŁA Doświadczenie: W ciemnym pokoju oświetlamy płytę kompaktową zwykłą latarką, tak aby odbite światło padło na ścianę, pełniącą rolę ekranu. OPTYKA FALOWA > POJĘCIE ŚWIATŁA W OPTYCE FALOWEJ > NATURA FALOWA ŚWIATŁA

26 OBSERWACJA ZJAWISKA FALOWEGO ŚWIATŁA Przy pewnym ustawieniu płyty i latarki odbite światło wyraźnie rozszczepia się na wielokolorową piękną tęczę. OPTYKA FALOWA > POJĘCIE ŚWIATŁA W OPTYCE FALOWEJ > NATURA FALOWA ŚWIATŁA

27 NATURA KWANTOWA ŚWIATŁA Doświadczenie: W ciemnym pokoju oświetlamy płytę kompaktową laserem, tak aby odbite światło padło na ścianę, pełniącą rolę ekranu. Światło lasera ma tę własność, że zawiera w sobie ściśle określoną długość fali (czasami dwie długości fali), czyli bardzo ściśle określoną barwę światła. Dzięki temu nie rozszczepia się ono na kolorową tęczę. OPTYKA FALOWA > POJĘCIE ŚWIATŁA W OPTYCE FALOWEJ > NATURA KWANTOWA ŚWIATŁA

28 ŚWIATŁO NIE JEST CIĄGŁĄ NITKĄ Światło jest jakby pokawałkowane w miniaturowe porcje. OPTYKA FALOWA > POJĘCIE ŚWIATŁA W OPTYCE FALOWEJ > NATURA KWANTOWA ŚWIATŁA

29 WNIOSKI Z OBSERWACJI Dla pojedynczej fali światła lasera widać, że z jednego strumienia (promienia) światła tworzy się rząd świecących plamek. Gdyby światło zwyczajnie się odbijało jak pojedyncza wiązka, to na ekranie powstałaby tylko jedna plamka. OPTYKA FALOWA > POJĘCIE ŚWIATŁA W OPTYCE FALOWEJ > NATURA KWANTOWA ŚWIATŁA

30 PODSUMOWANIE: OPTYKA GEOMETRYCZNA CZY FALOWA? Model geometryczny jest uproszczeniem rzeczywistego rozchodzenia się światła, ale może być stosowany w sytuacjach, w których obiekty stojące na drodze światła są stosunkowo duże. PODSUMOWANIE: OPTYKA GEOMETRYCZNA CZY FALOWA?

31 Przestaje funkcjonować w sytuacjach, gdy światło spotyka obiekty o wielkościach porównywalnych z długością fali świetlnej. Większość widzialnych obiektów jest wyraźnie większa od tego rozmiaru. Dlatego w typowych życiowych sytuacjach zjawiska falowe się nie ujawniają, a model geometryczny jest jak najbardziej uprawniony. PODSUMOWANIE: OPTYKA GEOMETRYCZNA CZY FALOWA?

32 Projekt AS KOMPETENCJI jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki CZŁOWIEK – NAJLEPSZA INWESTYCJA Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie


Pobierz ppt "Projekt AS KOMPETENCJI jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki."

Podobne prezentacje


Reklamy Google