Dane INFORMACYJNE Nazwa szkoły: ZESPÓŁ SZKÓŁ PONADGIMNAZJALNYCH ID grupy: 97/53_MF_G2 Kompetencja: MATEMATYCZNO-FIZYCZNA Temat projektowy: ZJAWISKA OPTYCZNE Semestr/rok szkolny: SEMESTR I/2009/2010

SPIS TREŚCI Zjawiska optyczne w atmosferze: Zorza polarna Tęcza Iryzacja Gloria Zaćmienie Słońca Zaćmienie Księżyca Piorun

SPIS TREŚCI Zwierciadła: Płaskie Kuliste wklęsłe Kuliste wypukłe Soczewki: Skupiające Rozpraszające

Zjawiska optyczne w atmosferze

Zjawiska optyczne to każde zjawiska dotyczące oddziaływania światła z materią. W tej części prezentacji zajmiemy się takimi zjawiskami jak: Zorza polarna Tęcza Iryzacja Gloria Zaćmienie słońca Zaćmienie księżyca Piorun

Zorza polarna

Zorza polarna Pod wpływem oddziaływania wiatru słonecznego zjonizowane atomy i cząsteczki atmosfery rekombinują. Powstaje przy tym promieniowanie, obserwowane jako zorza polarna. Barwa zorzy polarnej zależy od składu warstw atmosfery, w których zorza powstaje. Na ogół zorza polarna bywa żółtozielona lub zielona, ale obserwuje się również barwę czerwoną, niebieską lub fioletową.

Tęcza

Tęcza Tęcza jest jednym z efektowniejszych zjawisk optycznych w atmosferze. Jest to układ koncentrycznych łuków o barwach od fioletowej do czerwonej, wywołanych przez światło Słońca lub Księżyca, padające na zespół kropel wody w atmosferze (krople deszczu, mżawki lub mgły). W tęczy głównej barwa fioletowa występuje po wewnętrznej stronie, a barwa czerwona po zewnętrznej stronie.

Iryzacja

Iryzacja Jest to zjawisko optyczne polegające na powstawaniu tęczowych barw w wyniku interferencji światła białego odbitego od przezroczystych lub półprzezroczystych ciał składających się z wielu warstw substancji o różnych własnościach optycznych. Występuje m.in. na powierzchni minerałów, macicy perłowej, plamach cieczy bańkach mydlanych, w atmosferze na chmurach. Bywa też wywoływane sztucznie i wykorzystywane przy produkcji ozdobnych iryzowanych wyrobów szklanych i ceramicznych. W biologii iryzację nazywamy ubarwieniem strukturalnym.

Gloria

Gloria Jest to zjawisko optyczne polegające na wystąpieniu barwnych pierścieni wokół cienia obserwatora widocznego na tle chmur lub mgły, przy czym niebieski pierścień ma mniejszą średnicę od czerwonego.

Zaćmienie Słońca

Zaćmienie Słońca Powstaje, gdy Księżyc znajdzie się pomiędzy Słońcem a Ziemią i tym samym przesłoni światło słoneczne.

Zaćmienie Księżyca

Zaćmienie Księżyca Jest to zmniejszenie obserwowanego blasku Księżyca na skutek jego wejścia w obszar cienia lub półcienia Ziemi.

Piorun

Piorun Jest to gwałtowne wyładowanie elektryczne w atmosferze. Termin piorun odnosi się do wyładowania iskrowego pomiędzy chmurą a gruntem lub pomiędzy chmurami.

Zwierciadła Zwierciadła

Zwierciadła W tej części prezentacji postaramy się przedstawić niektóre rodzaje zwierciadeł oraz własności obrazów, które w nich powstają. Na zdjęciach przedstawimy konstrukcję obrazów w poszczególnych rodzajach zwierciadeł.

Zwierciadło Gładka powierzchnia o nierównościach mniejszych niż długość fali świetlnej. Z tego względu zwierciadło w minimalnym stopniu rozprasza światło, odbijając większą jego część. Zwierciadła wykonuje się najczęściej poprzez napylenie warstwy metalicznej (aluminium, srebro) na odpowiednio przygotowaną powierzchnię szkła, metalu lub tworzywa sztucznego.

Rodzaje promieni Promień padający równolegle do głównej osi optycznej po odbiciu przechodzi przez ognisko zwierciadła. Promień padający na środek zwierciadła odbija się symetrycznie względem głównej osi optycznej. Promień przechodzący przez środek krzywizny zwierciadła (lub którego przedłużenia) przechodzi przez środek krzywizny, odbija się wzdłuż tej samej prostej. Promień przechodzący przez ognisko zwierciadła po odbiciu jest równoległy do głównej osi optycznej.

Rodzaje zwierciadeł Ze względu na kształt powierzchni, zwierciadła dzieli się na: płaskie wklęsłe (skupiające) wypukłe (rozpraszające)

Zwierciadło płaskie W zwierciadle płaskim obraz obiektu konstruuje się poprzez wykonanie odbicia symetrycznego względem płaszczyzny zwierciadła.

Obraz w zwierciadle płaskim Pozorny, Prosty, Odległość obrazu od zwierciadła jest równa odległości przedmiotu od zwierciadła.

Obraz w zwierciadle płaskim

Zwierciadło wklęsłe Jest to jeden z rodzajów zwierciadła kulistego. Powierzchnia zwierciadła wklęsłego to wewnętrzna powierzchnia czaszy kulistej. Środek kuli, której częścią powierzchni jest zwierciadło, nazywamy środkiem krzywizny zwierciadła, promień kuli nazywamy promieniem krzywizny. Przecięcie osi symetrii zwierciadła z powierzchnia zwierciadła nazywamy środkiem lub wierzchołkiem zwierciadła, a samą oś symetrii – główną osia optyczną zwierciadła.

Obraz w zwierciadle wklęsłym Gdy przedmiot znajduję się poza środkiem krzywizny, powstaje obraz rzeczywisty zmniejszony i odwrócony. Gdy przedmiot znajduję się między ogniskiem, a środkiem krzywizny powstaje obraz rzeczywisty powiększony i odwrócony. Gdy przedmiot znajduję się między ogniskiem a zwierciadłem powstaje obraz pozorny, powiększony i prosty..

1.

2.

3.

Zwierciadło wypukłe Jest to kolejny z rodzajów zwierciadła kulistego. Powierzchnia zwierciadła wypukłego to zewnęrzna powierzchnia czaszy kulistej. Środek kuli, której częścią powierzchni jest zwierciadło, nazywamy środkiem krzywizny zwierciadła, promień kuli nazywamy promieniem krzywizny. Przecięcie osi symetrii zwierciadła z powierzchnia zwierciadła nazywamy środkiem lub wierzchołkiem zwierciadła, a samą oś symetrii – główną osia optyczną zwierciadła.

Obraz w zwierciadle wypukłym Konstrukcja rysunkowa obrazów w zwierciadle wypukłym jest podobna jak dla zwierciadła wklęsłego. Wyróżnione promienie 1,2,3,4 mają te same własności dla obu typów zwierciadeł. Jedyną różnicą jest to, że przez ognisko i środek krzywizny nie mogą przechodzić same promienie, lecz tylko ich przedłużenie..

Obraz w zwierciadle wypukłym Przy pomocy konstrukcji rysunkowych można stwierdzić, że w zwierciadle wypukłym niezależnie od odległości przedmiotów od zwierciadła mogą powstać tylko pozorne, proste, zmniejszone obrazy przedmiotów.

Inne rodzaje zwierciadeł Ze względu na rodzaj krzywizny zwierciadła wklęsłe i wypukłe dzieli się na: sferyczne/kuliste cylindryczne paraboliczne (paraboloidalne) hiperboliczne (hiperboloidalne)

Soczewki

Soczewka Kolejna część naszej prezentacji jest poświęcona soczewkom. Przedstawimy ich rodzaje oraz obrazy przez nie otrzymywane. Co to jest soczewka? Ciało przezroczyste ograniczone dwiema powierzchniami zakrzywionymi lub jedną powierzchnią płaską lub zakrzywioną.

RODZAJE SOCZEWEK Możemy dokonać podziału soczewek ze względu na rodzaj ich wypukłości: soczewki dwustronnie wypukłe; soczewki dwustronnie wklęsłe; soczewki wklęsło - płaskie; soczewki wklęsło - wypukłe; soczewki płasko - wypukłe; soczewki wypukło - wklęsłe.

SOCZEWKI WYPUKŁE                              1 – dwuwypukła 2 – płasko-wypukła 3 – wklęsło-wypukła

SOCZEWKI WKLĘSŁE                                  1 – dwuwklęsła 2 – płasko-wklęsła 3 – wypukło-wklęsła

RODZAJE SOCZEWEK Możemy również dokonać podziału soczewek ze względu na sposób załamania promieni świetlnych: soczewki skupiające soczewki rozpraszające W przypadku soczewek możemy mówić o zdolności skupiającej. Zdolność skupiająca jest odwrotnością ogniskowej.

SOCZEWKA SKUPIAJĄCA Jeżeli zdolność skupiająca soczewki jest większa od zera to soczewka jest soczewką skupiającą.

Własności soczewek skupiających Promienie równoległe do głównej osi optycznej po przejściu przez soczewkę skupiającą przecinają się w jednym punkcie zwanym ogniskiem soczewki położonym na głównej osi optycznej.

Własności soczewek skupiających Odległość ogniska od soczewki zwana odległością ogniskową soczewki f określana jest wzorem soczewkowym Gdzie n - współczynnik załamania materiału soczewki względem ośrodka, r1, r2- promienie krzywizny

Własności soczewek skupiających Soczewka skupiająca wytwarza rzeczywiste obrazy przedmiotów położonych w odległości x > f na głównej osi optycznej pozorne obrazy przedmiotów położonych w odległości x < f.

Obraz w soczewce skupiającej

Obraz w soczewce skupiającej Położenie przedmiotu: 0<x<f Cechy obrazu: - pozorny; utworzony przez przecięcie przedłużeń promieni świetlnych - prosty, czyli nie odwrócony - powiększony; Odległość obrazu: - y<0

Obraz w soczewce skupiającej

Obraz w soczewce skupiającej Położenie przedmiotu: x=f Cechy obrazu: - brak; obraz nie powstał. Promienie ani ich przedłużenia nie przetną się, ponieważ są do siebie równoległe. Odległość obrazu: - obraz nie powstał

Obraz w soczewce skupiającej

Obraz w soczewce skupiającej Położenie przedmiotu: f<x<2f Cechy obrazu: - rzeczywisty; utworzony przez przecięcie promieni świetlnych - odwrócony - powiększony; Odległość obrazu: - y>2f

Obraz w soczewce skupiającej

Obraz w soczewce skupiającej Położenie przedmiotu: x=2f Cechy obrazu: - rzeczywisty; utworzony przez przecięcie promieni świetlnych - odwrócony - niepowiększony - rzeczywistych rozmiarów; Odległość obrazu: - y=2f

Obraz w soczewce skupiającej

Obraz w soczewce skupiającej Położenie przedmiotu: x>2f Cechy obrazu: - rzeczywisty; utworzony przez przecięcie promieni świetlnych - odwrócony - pomniejszony; Odległość obrazu: - f<y<2f

Soczewka rozpraszająca Jeżeli zdolność skupiająca soczewki jest mniejsza od zera to soczewka jest soczewką rozpraszającą.

Własności soczewek rozpraszających Promienie równoległe do głównej osi optycznej, soczewki odchylają się po przejściu przez soczewkę tak, że ich przedłużenia przecinają się w ognisku pozornym – punkcie położonym na głównej osi optycznej przed soczewką.

Własności soczewek rozpraszających Ogniskowej f soczewki rozpraszającej przypisujemy umownie wartość ujemną. Ogniskowa ta określona jest także wzorem soczewkowym.

Obraz w soczewce rozpraszającej

Obraz w soczewce rozpraszającej Soczewka rozpraszająca wytwarza zawsze obrazy pozorne proste pomniejszone

ZASTOSOWANIE SOCZEWEK Soczewki są stosowane w wielu przyrządach optycznych: mikroskopach, lunetach, lupach, lornetkach, okularach leczniczych, soczewkach kontaktowych, spektrofotometrach, aparatach fotograficznych, kamerach filmowych.

PODSUMOWANIE Powyższa prezentacja zawiera tylko część wiedzy, którą udało nam się zdobyć podczas projektu. Jest to nasza pierwsza prezentacja i mamy nadzieję, że kolejne będą jeszcze ciekawsze. Dziękujemy za uwagę.

Prezentację dla Państwa przygotowali: Oliwia Grudziecka Martyna Jakubowska Joanna Opałka Agata Pawłowska Magdalena Socha Daniela Świadek Monika Wałkiewicz Małgorzata Wyciślak Magdalena Żurawska Denis Ozer