Dane INFORMACYJNE Gimnazjum im. Mieszka I w Cedyni ID grupy: 98_10_G1 Kompetencja: Matematyczno - fizyczna Temat projektowy: Ciekawa optyka Semestr/rok szkolny: Semestr V 2011/2012

Prostoliniowe rozchodzenie się światła Jednym z najprostszych faktów z dziedziny optyki jest prostoliniowe rozchodzenie się światła. Wskazuje na nie następujące prymitywne i naiwne doświadczenie. Na odległej ścianie otwór w ekranie przedstawi się w postaci plamy świetlnej na ciemnym tle. Rysunek pokazuje, w jaki sposób zjawisko to wiąże się z prostoliniowym rozchodzeniem się światła. Wszystkie takie zjawiska, nawet w bardziej skomplikowanych przypadkach, gdy poza światłem i cieniem występują półcienie, można wytłumaczyć tym, że światło w próżni i w powietrzu biegnie po liniach prostych.

Prostoliniowe rozchodzenie się światła Prostoliniowe rozchodzenie się światła zachodzi wtedy, gdy światło w ośrodkach optycznie jednorodnych rozprzestrzenia się po linii prostej. Prawo odbicia - kąt odbicia jest równy kątowi padania.

Prostoliniowe rozchodzenie się światła Dzięki prostoliniowemu rozchodzeniu się światła, występuje u nas zaćmienie słońca i księżyca

Prostoliniowe rozchodzenie się światła Światło rozchodzi sie po liniach prostych. Najłatwiej się o tym przekonać, obserwując światło lasera albo światło słoneczne przechodzące przez małe otwory lub prześwitujące przez korony drzew. Przepuszczając światło przez kolejne, coraz mniejsze otwory można wydzielić bardzo wąską (wiązkę) smugę światła, nazywaną promieniem światła.

ODBICIE ŚWIATŁA Zwierciadła płaskie Zwierciadłem płaskim nazywa się takie zwierciadło, które ma płaską i gładką powierzchnię. Obraz, który powstaje w zwierciadłach płaskich różni się od przedmiotu tym, że następuje zamiana stron. Strona prawa staje się lewą i odwrotnie lewa staje się prawą. Zwierciadła płaskie

Rodzaj obrazu zależy od odległości przedmiotu od zwierciadła. ODBICIE ŚWIATŁA Zwierciadła wklęsłe Położenie Przedmiotu: Powstały obraz jest: 1. 0<x<f pozorny, prosty, powiększony 2. x=f obraz nie powstanie 3. f<x<2f rzeczywisty, odwrócony, powiększony 4. x=2f rzeczywisty, odwrócony, takich samych rozmiarów 5. x>2f rzeczywisty, odwrócony, pomniejszony W zwierciadle kulistym wklęsłym otrzymuje się obrazy rzeczywiste zawsze odwrócone: tej samej wielkości, powiększone lub pomniejszone. Rodzaj obrazu zależy od odległości przedmiotu od zwierciadła.

ODBICIE ŚWIATŁA Zwierciadła wypukłe  Jest fragmentem sfery, w której powierzchnią odbijającą jest powierzchnia zewnętrzna. Zwierciadło wypukłe posiada ognisko pozorne F’. Jest to punkt, w którym przecinają się przedłużenia promieni odbitych od zwierciadła.

Załamanie światła Załamanie różni się zdecydowanie od odbicia, ponieważ w jego wyniku światło zmienia ośrodek w jakim się rozchodzi. Wraz ze zmianą ośrodka dochodzi najczęściej do zmiany kierunku rozchodzenia się światła. Załamanie światła powoduje szereg ciekawych efektów - m.in. złudzenie "złamania" łyżeczki od herbaty umieszczonej w szklance, nieprawidłowej lokalizacji dna jeziora, gdy patrzymy na nie z brzegu. Załamanie światła jest wykorzystywane do budowy soczewek stosowanych w okularach, obiektywach aparatów, lunetach i innych przyrządach optycznych.

Załamanie występuje m.in. gdy światło przechodzi: Załamanie światła Załamanie występuje m.in. gdy światło przechodzi: Z powietrza do wody Z wody do powietrza Ze szkła do powietrza Z powietrza do szkła Z powietrza gęstszego do rzadszego. Ogólnie - światło będzie się załamywać prawie zawsze, gdy zmienia się ośrodek.

Rozszczepienie światła Jeżeli fala przechodzi przez granicę ośrodków zachodzi zjawisko załamania. Jeżeli w jednym z ośrodków prędkość rozchodzenia się fali zależy od częstotliwości, to fale o różnej częstotliwości załamują się pod różnymi kątami. W efekcie droga, po której porusza się fala, zależy od jej częstotliwości, czyli zachodzi rozszczepienie. Rozszczepienie w fizyce to zjawisko rozdzielenia się fali na składowe o różnej długości.

Rozszczepianie światła Najbardziej znany przykład dyspersji światła to rozszczepienie światła widzialnego na pryzmacie. Jako pierwszy to zjawisko zaobserwował Isaac Newton, badając rozszczepienie światła słońca. Obraz uzyskany dzięki dyspersji pozwala na pomiar widma fali świetlnej. Jednym z widocznych skutków dyspersji jest powstawanie tęczy. W tym wypadku rozszczepienie zachodzi na kropelkach wody unoszących się w powietrzu. Rozszczepianie światła

Rozszczepianie światła Światło białe rozszczepia się na 6 kolorów: czerwone, pomarańczowe, żółte, zielone, niebieskie i fioletowe. Są to barwy podstawowe. Rozszczepianie światła

Rozszczepienie światła Przykładem rozszczepienia światła w naturze jest tęcza. Tęcza powstaje w wyniku rozszczepienia światła załamującego się i odbijającego się wewnątrz kropli wody (np. deszczu) o kształcie zbliżonym do kulistego. Rozszczepienie światła

Soczewki - urządzenia optyczne, najczęściej o regularnych kulistych kształtach, składające się z połączonych przezroczystych i oszlifowanych brył. Zwykle są one wykonane ze szkła.

soczewki soczewki dwustronnie wypukłe soczewki dwustronnie wklęsłe soczewki wklęsło – płaskie soczewki wklęsło – wypukłe soczewki płasko – wypukłe soczewki wypukło - wklęsłe

soczewki Najczęściej wykonane są z dwóch połączonych wypukłych soczewek i zazwyczaj są one symetryczne. Powierzchnie poszczególnych soczewek są kuliste i w zasadzie podobne. Każda taka soczewka, w tym przypadku skupiająca, ma dwa punkty skupienia, tzw. ogniska, położone odpowiednio po obu stronach soczewki.

soczewki W przypadku soczewki rozpraszającej cechy obrazu zawsze są identyczne bez względu na odległość przedmiotu od soczewki (naturalnie wartość np. pomniejszenia ulega zmianie wraz ze zmianą odległości, jednak cechą obrazu zawsze będzie to, że jest pomniejszony).

Obrazy w soczewkach

Obrazy w soczewkach Położenie przedmiotu: Powstały obraz jest: 1. 0<x<f pozorny, prosty, powiększony 2. x=f obraz nie powstanie 3. f<x<2f rzeczywisty, odwrócony, powiększony 4. x=2f rzeczywisty, odwrócony, takich samych rozmiarów 5. x>2f rzeczywisty, odwrócony, pomniejszony

SOCZEWKA ROZPRASZAJĄCA Cechy obrazu: zawsze pozorny; utworzony przez przecięcie promienia świetlnego i przedłużenia promienia świetlnego; zawsze prosty, czyli nieodwrócony; zawsze pomniejszony;

Oko dalekowidza i jego okulary

Aparat fotograficzny

Luneta astronomiczna

mikroskop

Lupa – szkło powiększające

PERYSKOP Peryskop – przyrząd optyczny służący do obserwacji przedmiotów znajdujących się poza polem widzenia obserwatora lub zakrytych przeszkodami. Pierwotna koncepcja opierała się na systemie luster umocowanych na wysięgniku, później lustra lub pryzmaty umieszczano w obudowie. Wynalazcą peryskopu był gdański astronom Jan Heweliusz Zasada działania peryskopu. A - Peryskop zwierciadlany B - Peryskop z pryzmatami 1 - 2 - Zwierciadła płaskie 3 - 4 - Pryzmaty 5 - 6 - Oko obserwatora 7 - 8 - Rura peryskopu H - Wysokość optyczna peryskopu

LASER Laser to generator promieniowania, wykorzystujący zjawisko emisji wymuszonej. Nazwa jest akronimem od Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation — wzmocnienie światła poprzez wymuszoną emisję promieniowania. Promieniowanie lasera jest spójne w czasie i przestrzeni. W laserze łatwo jest otrzymać promieniowanie o bardzo małej szerokości linii emisyjnej, co jest równoważne bardzo dużej mocy w wybranym, wąskim obszarze widma.

Lustra