Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Projekt ROZWÓJ PRZEZ KOMPETENCJE jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Projekt ROZWÓJ PRZEZ KOMPETENCJE jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał"— Zapis prezentacji:

1 Projekt ROZWÓJ PRZEZ KOMPETENCJE 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 D ANE INFORMACYJNE ID grupy: B3 Lokalizacja: Białystok Opiekun: Piotr Chomienia Kompetencja:matematyczno-przyrodnicza Temat projektowy: Optyka dla każdego Semestr/rok szkolny: IV semestr /

3 Optyka dla każdego

4 O PTYKA Optyka - to dział fizyki, zajmujący się badaniem natury światła, prawami opisującymi jego powstawanie, rozchodzeniem się, oddziaływaniem z materią oraz pochłanianiem przez materię.

5 J AK POWSTAJE ŚWIATŁO ? Światło może być otrzymywane z różnych rodzajów energii: - spalania węgla bądź drewna (energia chemiczna zamieniona zostaje w ciepło i światło), - powstaje na Słońcu (w wyniku reakcji jądrowych, w trakcie których wodór zamienia się w hel), - podczas przepływu prądu przez włókno żarówki (zamiana energii elektrycznej).

6 Optyka geometryczna – najstarsza i podstawowa część optyki. Podstawowym pojęciem optyki geometrycznej jest promień świetlny - nieskończenie cienka wiązka światła (odpowiednik prostej w geometrii). Zgodnie z założeniami optyki geometrycznej, światło rozchodzi się w ośrodkach jednorodnych po liniach prostych, a na granicy ośrodków ulega odbiciu i załamaniu. Prędkość światła oznaczamy symbolem c, a jej wartość: c= m/s.

7 BIEG PROMIENI NA GRANICY MIĘDZY OŚRODKAMI

8 O DBICIE ŚWIATŁA Światło padające na granicę dwóch ośrodków może ulec odbiciu. Dzieje się tak bardzo często, przy czym część wiązki świetlnej może dodatkowo ulegać załamaniu ( )http://efiz.pl/zalam/zalam.html

9 P RAWO ODBICIA ŚWIATŁA Kąt padania promienia świetlnego α jest równy kątowi odbicia β: α = β Kąty - padania i odbicia leżą w jednej płaszczyźnie.

10 POWSTAWANIE OBRAZU W ZWIERCIADŁACH

11 ZWIERCIADŁA Ze względu na kształt powierzchni dzielimy na: płaskie wklęsłe (skupiające) wypukłe (rozpraszające)

12 Przedstawienie powstawania obrazu w zwierciadle płaskim.

13 Z ASTOSOWANIA ZWIERCIADEŁ PŁASKICH Zwierciadła płaskie są typem najczęściej spotykanym w życiu codziennym: lustra i lusterka powszechnego użytku (ścienne, łazienkowe, kieszonkowe, dekoracyjne itp.), lustra fenickie, w lustrzankach jako element kierujący światło do wizjera, podnoszony na czas robienia zdjęcia, w laserach jako elementy ograniczające wnękę rezonansową, jako elementy zmieniające bieg światła w urządzeniach optycznych,

14 Z ASTOSOWANIA ZWIERCIADEŁ SFERYCZNYCH Zwierciadła wypukłe oraz wklęsłe stosowane są w: teleskopach, obiektywach lustrzanych, "powiększających" lusterkach kosmetycznych, samochodowych lusterkach wstecznych, lustrach ustawianych przy drogach w miejscach szczególnie niebezpiecznych, lampach i reflektorach lupach mikroskopach aparatach fotograficznych projektoskopach.

15 Przedstawienie biegu promieni równoległych w zwierciadle wklęsłym.

16 Przedstawienie biegu promieni równoległych w zwierciadle wypukłym.

17 B IEG PROMIENI W ZWIERCIADLE WKLĘSŁYM

18 Położenie przedmiotu: 0 1 Odległość obrazu: - y<0

19 Położenie przedmiotu: x=f Obraz nie powstanie. Zarówno promienie świetlne jak ich przedłużenia biegną równolegle, więc nigdy się nie przetną.

20 Położenie przedmiotu: f 1 Odległość obrazu: - y>2f

21 Położenie przedmiotu: x=2f Rodzaj obrazu: - rzeczywisty; utworzony przez przecięcie promieni świetlnych - odwrócony - takich samych rozmiarów; p=1 Odległość obrazu: - y=2f

22 Położenie przedmiotu: x>2f Rodzaj obrazu: - rzeczywisty; utworzony przez przecięcie promieni świetlnych - odwrócony - pomniejszony; p<1 Odległość obrazu: - f

23 Położenie przedmiotu: x

24 Położenie przedmiotu: x=f

25 Położenie przedmiotu: f

26 Położenie przedmiotu: x=2f

27 Położenie przedmiotu: x>2f

28 R ÓWNANIE ZWIERCIADŁA x - odległość przedmiotu od zwierciadła (cm) y - odległość obrazu od zwierciadła (cm) f - ogniskowa (cm) Między ogniskową a promieniem krzywizny zachodzi zależność, czyli ogniskowa jest połową długości promienia: Powiększenie p, definiujemy jako Y/X, gdzie Y-wielkość obrazu, a X-wielkość przedmiotu. Można wykazać, że:

29 P RAWO ZAŁAMANIA ŚWIATŁA ( PRAWO S NELLIUSA ) Prawo załamania światła łączy ze sobą dwa kąty - kąt padania na powierzchnię rozgraniczającą dwa ośrodki i kąt załamania powstający gdy promień przejdzie granicę i zacznie się rozchodzić w drugim ośrodku

30 POSTAĆ PRAWA ZAŁAMANIA Zdefiniujmy wielkość zwaną bezwzględnym współczynnikiem załamania ośrodka : n = c/ v gdzie: v – prędkość światła w ośrodku c – prędkość światła w próżni n – bezwzględny współczynnik załamania

31 v 1 / v 2 = n 2 / n 1 gdzie: n 1 – bezwzględny współczynnik załamania ośrodka 1 n 2 – bezwzględny współczynnik załamania ośrodka 2 v 1 – prędkość światła w ośrodku 1 v 2 – prędkość światła w ośrodku 2 Prawo załamania światła: Stosunek prędkości światła w 1 ośrodku do prędkości światła w 2 ośrodku jest równy odwrotnemu stosunkowi współczynników załamania światła tych ośrodków. Promień padający oraz promień załamany leżą w jednej płaszczyźnie.

32 I NNA WERSJA PRAWA ZAŁAMANIA

33 Prawo załamania mówi: Stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania jest stały i równy stosunkowi szybkości światła w tych ośrodkach. Promień padający, załamany i normalna leżą w jednej płaszczyźnie. n - współczynnik załamania światła (wielkość charakterystyczna dla danej pary ośrodków). Jest wielkością bezwymiarową. Co to jest sinus kąta alfa? W trójkącie prostokątnym, jest to stosunek długości przyprostokątnej a, do długości przeciwprostokątnej c a b

34 Przykłady:

35

36 POWSTAWANIE OBRAZU W SOCZEWKACH

37 R ODZAJE SOCZEWEK SFERYCZNYCH Soczewki wklęsłeSoczewki wypukłe

38 K ONSTRUKCJA GRAFICZNA SOCZEWEK Prostą przeprowadzoną przez środki O 1 i O 2 obu kul nazywamy główną osią optyczną.

39 a)soczewka wypukła, b)przedstawienie soczewki wypukłej za pomocą dwóch pryzmatów złączonych podstawami, c)schematyczne przedstawienie soczewki wypukłej. S OCZEWKA WYPUKŁA

40 B IEG PROMIENI RÓWNOLEGŁYCH W SOCZEWKACH

41 S OCZEWKA WKLĘSŁA a)soczewka wklęsła, b)przedstawienie soczewki wklęsłej za pomocą dwóch pryzmatów złączonych wierzchołkami, c)schematyczne przedstawienie soczewki wklęsłej.

42

43 R ÓWNANIE SOCZEWKI Dla cienkiej soczewki wzór przyjmuje postać:

44 W IELKOŚCI CHARAKTERYZUJĄCE SOCZEWKI Z – zdolność skupiająca soczewki, równa odwrotności ogniskowej, f – ogniskowa soczewki, odległość każdego ogniska od środka soczewki, Zdolność skupiającą równą 1 dioptrii ma soczewka o ogniskowej 1 m. RÓWNANIE SOCZEWKI: x – odległość przedmiotu od soczewki y – odległość obrazu od soczewki

45

46

47

48

49 Powstawanie obrazu w oku i korekcja widzenia

50 Schemat powstawania obrazu w lunecie i mikroskopie

51 ROZSZCZEPIENIE ŚWIATŁA Bieg światła w pryzmacie

52 Promień światła monochromatycznego po przejściu przez pryzmat. Promień światła białego po przejściu przez pryzmat. Dwie równoległe wiązki światła o różnych barwach po przejściu przez pryzmat

53 C AŁKOWITE WEWNĘTRZNE ODBICIE Całkowite wewnętrzne odbicie to zjawisko zachodzące dla fal (światła) występujące na granicy ośrodków o różnych współczynnikach załamania. Polega ono na tym, że światło padające na granicę od strony ośrodka o wyższym współczynniku załamania pod kątem większym niż kąt graniczny, nie przechodzi do drugiego ośrodka, lecz ulega całkowitemu odbiciu.

54 Całkowite wewnętrzne odbicie w pryzmacie

55

56

57 Ś WIATŁOWÓD Światłowód - przezroczyste włókno (szklane lub wykonane z tworzyw sztucznych), w którym odbywa się rozchodzenie się światła. Wewnątrz światłowodu współczynnik załamania ma wartość wyższą, niż na zewnątrz. Utrzymanie promieni światła w obrębie takiego światłowodu zachodzi na skutek całkowitego wewnętrznego odbicia.

58 Schemat ilustrujący rozchodzenie się światła w światłowodzie

59

60 Z JAWISKA OPTYCZNE :

61 Z JAWISKO CIENIA I PÓŁCIENIA Cień całkowity i półcień Jeżeli źródło światła nie jest punktowe, wówczas wyróżnia się obszar cienia całkowitego i półcienia. Półcień jest obszarem do którego docierają promienie tylko z części powierzchni źródła. Na przykład w przypadku zaćmienia słonecznego mówi się o zaćmieniu częściowym.

62

63 Z JAWISKA OPTYCZNE : Tęcza - w tęczy głównej barwa fioletowa występuje po wewnętrznej stronie, a barwa czerwona po zewnętrznej stronie. W tęczy wtórnej, o znacznie mniejszej jasności od tęczy głównej, czerwona barwa jest od wewnątrz, a fioletowa na zewnątrz. Zjawisko powstaje na skutek rozszczepienia światła białego i odbicia go wewnątrz kropel deszczu. Łuk pierwszy to wynik jednokrotnego, a drugi dwukrotnego odbicia rozszczepionego światła wewnątrz kropli (stąd odwrócona kolejność barw i mniejsze natężenie światła).

64 Tęcza w fontannie

65 Tęcza pojedyncza

66 Tęcz podwójna

67 Powstawanie tęczy

68 Powstawanie tęczy głównej

69 Powstawanie tęczy drugiego stopnia

70 S KŁADANIE BARW CZERWONY + ZIELONY = ŻÓŁTY ZIELONY + NIEBIESKI = JASNO NIEBIESKI NIEBIESKI + CZERWONY= KARMAZYNOWY CZERWONY + ZIELONY + NIEBIESKI = BIAŁY

71 I NNE Z JAWISKA OPTYCZNE : Miraż pustynny (fata-morgana) - W dzień piasek na pustyni nagrzewa się bardziej niż powietrz i w efekcie po nadejściu wieczoru ogrzewa on najbliższą warstwę powietrza. Powietrze przy Ziemi jest najcieplejsze, a kilka metrów wyżej jest już ono dużo chłodniejsze. Promień światła przechodzący nad powierzchnią zostaje zagięty w górę, w kierunku chłodniejszego ( gęstszego ) powietrza. Podobnie powstaje miraż obserwowany na rozgrzanej drodze. Wygląda to jak mokra plama, w której widzimy odbicie. Jest to efekt pozornych odbić dalekiego krajobrazu lub nieba.

72 Schemat zjawiska mirażu

73

74 Fatamorgana

75 Miraż dolny i górny - miraże dolne obserwuje się pod horyzontem. Powstają one na bardzo gorących, rozgrzanych obszarach, takich jak pustynie lub stepy. Temperatura Ziemi w tamtym miejscu jest o wiele wyższa od temperatury najniższej warstwy powietrza. Miraże dolne mogą być odwrócone lub proste. Przykładem takiego mirażu jest sytuacja, gdy jedziemy samochodem w upalny dzień i na drodze w oddali wydaje się, ze widzimy wodę albo brzeg jeziora. Jednak tak naprawdę jest to obraz nieba odbity od najniższych warstw nad drogą w danej odległości od nas. Miraż górny powstaje powyżej linii horyzontu. Ten rodzaj mirażu można najczęściej zaobserwować nad morzem, ponieważ temperatura powietrza jest znacznie niższa od temperatury morza. Promienie odbite ulęgają takiemu zakrzywieniu, ze obserwator widzi ich obrazy powyżej linii horyzontu.

76 Miraż górny

77 Powstawanie mirażu górnego Miraż dolny

78 Miraż

79 Bieg promieni świetlnych tworzących miraż

80 Halo - jest jednym z ciekawszych zjawisk świetlnych (optycznych) na niebie i powstaje na skutek załamania światła w chmurze zawierającej kryształki lodu. Występuje, jako barwny, biały lub w przeważającej części biały, świetlisty pierścień, w którego środku znajduje się tarcza Słońca lub Księżyca. Krąg ten ma zwykle słabo widoczne zabarwienie czerwone od wewnątrz i w rzadkich przypadkach fioletowe na zewnątrz. Część nieba wewnątrz kręgu jest wyraźnie ciemniejsza niż na zewnątrz. Zjawisko halo występuje przy chmurach typu Cirrus.

81 Halo

82

83 Zorza polarna - jest to jedno z najpiękniejszych zjawisk optycznych w przyrodzie. W większości przypadków zorze polarne mają odcień zielony lub niebieskozielony. Występują w postaci wstęg lub plam podobnych do obłoków. Cząstka naładowana lecące ze Słońca wpadając w pole magnetyczne Ziemi poruszają się ruchem spiralnym wokół linii pola. Tam wzbudzone atomy gazów oddają otrzymaną energię w postaci światła. Podczas zjawiska zorzy polarnej protony i elektrony wpadające w obręb pola magnetycznego Ziemi z wiatru słonecznego powodują jonizację i wzbudzenie atomów i cząsteczek gazów znajdujących się w atmosferze. Zjawisko to ma najczęściej miejsce w pobliżu biegunów ziemskich, ponieważ tam jest największa koncentracja protonów i elektronów (w obszarach polarnych indukcja pola magnetycznego jest większa niż w pozostałych). Świecenie zielone i czerwone powodują wzbudzone atomy tlenu, a fioletowe - zjonizowane cząsteczki azotu. Zorze pojawiają się zazwyczaj dzień lub dwa po wybuchach na Słońcu.

84

85

86 Zaćmienie Słońca i Księżyca. Całkowite zaćmienie Słońca Częściowe zaćmienie Słońca

87

88 Układ ciał niebieskich w czasie zaćmienia Księżyca. Legenda: A - Słońce; B - Ziemia; C - Księżyc; D - Stożek półcienia; E - Stożek cienia całkowitego

89 Zaćmienie Księżyca

90 Fazy zaćmienia Księżyca

91 Projekt ROZWÓJ PRZEZ KOMPETENCJE 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 ROZWÓJ PRZEZ KOMPETENCJE jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał"

Podobne prezentacje


Reklamy Google