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

Rys. Zjawisko odbicia fal normalna promień odbity promień padający Bartosz Jabłonecki

W zjawisku odbicia fal kąt odbicia jest równy kątowi padania. 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

Rys. Zjawisko załamania fal normalna promień padający promień załamany ośrodek I ośrodek II 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

Rys. Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia (woda-powietrze) promień padający promień odbity ośrodek I ośrodek II 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

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

Promień przechodzący przez pryzmat - kąt łamiący pryzmatu - kąt odchylenia promienia 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

Konstrukcja obrazu w zwierciadle płaskim Bartosz Jabłonecki

Konstrukcja obrazu w zwierciadle płaskim - przykład Bartosz Jabłonecki

Zwierciadło kuliste (wklęsłe i wypukłe) powstaje jako wycinek sfery Zwierciadło kuliste (wklęsłe i wypukłe) powstaje jako wycinek sfery. Charakteryzuje je promień krzywizny r. symbole zwierciadła wklęsłego wypukłego r r Bartosz Jabłonecki

Konstrukcja ogniska pozornego F Konstrukcja ogniska F r O F Konstrukcja ogniska pozornego F r O F Bartosz Jabłonecki

Dla przyosiowych promieni ogniskowa jest równa połowie promienia. Ogniskową nazywamy odcinek łączący powierzchnię zwierciadła z ogniskiem. Dla przyosiowych promieni ogniskowa jest równa połowie promienia. Bartosz Jabłonecki

Konstrukcja obrazu w zwierciadle wklęsłym F O przedmiot obraz Cechy: rzeczywisty odwrócony pomniejszony Bartosz Jabłonecki

Równanie zwierciadła x y f O F przedmiot obraz 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

Inne konstrukcje O przedmiot F obraz Cechy: rzeczywisty odwrócony powiększony Bartosz Jabłonecki

Inne konstrukcje O obraz przedmiot F Cechy: pozorny prosty powiększony Bartosz Jabłonecki

Inne konstrukcje O przedmiot obraz F 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

Rodzaje soczewek soczewki skupiające (wypukłe) dwuwypukła płasko-wypukła wklęsło-wypukła symbol soczewki rozpraszające (wklęsłe) dwuwklęsła symbol płasko-wklęsła wypukło-wklęsła Bartosz Jabłonecki

Konstrukcja ogniska pozornego F Konstrukcja ogniska F F Konstrukcja ogniska pozornego F F Bartosz Jabłonecki

Równanie soczewkowe R1 R2 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

Konstrukcja obrazu w soczewce skupiającej przedmiot F obraz Cechy: rzeczywisty odwrócony pomniejszony Bartosz Jabłonecki

(podobnie jak dla zwierciadła) Równanie (podobnie jak dla zwierciadła) x y f F przedmiot obraz Bartosz Jabłonecki

Inne konstrukcje przedmiot F Cechy: obraz rzeczywisty odwrócony powiększony Bartosz Jabłonecki

Inne konstrukcje obraz przedmiot F Cechy: pozorny prosty powiększony Bartosz Jabłonecki

Inne konstrukcje przedmiot obraz F 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

KONIEC