Dane INFORMACYJNE Nazwa szkoły: Zespół Szkół w Lini ID grupy: 96/23_mp_g2 Opiekun: Beata Ołdakowska Kompetencja: Matematyczno-przyrodnicza Semestr/rok szkolny: Sem.V/2011/2012

Optyka dla każdego .

Co to takiego optyka ? Optyka to dział fizyki, zajmujący się badaniem natury światła, prawami opisującymi jego emisję, rozchodzenie się, oddziaływanie z materią oraz pochłanianie przez materię.

ŚWIATŁO Światłem potocznie nazywa się widzialną część promieniowania elektromagnetycznego, czyli promieniowanie odbierane przez siatkówkę oka ludzkiego.

ŚWIATŁO - fala elektromagnetyczna o długości 380-780 nm. Prędkość światła w próżni: 300 000 km/s.

ŹRÓDŁO ŚWIATŁA Źródłem światła jest każde ciało wysyłające promieniowanie widzialne. Dzieli się na: SZTUCZNE (np. żarówka, laser, świece) NATURALNE (np. Słońce, błyskawica)

Światło białe to w rzeczywistości mieszanina kolorów. Pochodzące od Słońca, świecy lub żarówki, może być podzielone na pełną gamę barw widmowych: czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski i fioletowy. Lecz nie wszystkie barwy widmowe występują we wszystkich źródłach światła. Mogą też występować one w różnych źródłach światła w odmiennych proporcjach.

Monochromatyczne światło - światło jednobarwne, o określonej długości fali.

PROSTOLINIOWE ROZCHODZENIE SIĘ ŚWIATŁA : Światło wysyłane ze źródła światła np. Słońca, lampy rozchodzi się w przestrzeni po liniach prostych, czyli prostoliniowo. Bardzo wąska wiązka, po której biegnie światło to promień świetlny.

Ciała nie przepuszczające światła to ciała nieprzezroczyste. Ciała, przez które przenika światło nazywamy ciałami przezroczystymi. Są to np. szkło, atmosfera ziemska, woda. Ciała nie przepuszczające światła to ciała nieprzezroczyste. (Ziemia, Księżyc, człowiek).

ZJAWISKA OPTYCZNE

CIEŃ I PÓŁCIEŃ Gdy na drodze promieni świetlnych znajdzie się ciało nieprzezroczyste, wówczas za tym ciałem powstanie cień lub cień i półcień.

Cień- obszar, do którego nie dociera światło. Półcień - obszar, do którego światło dociera tylko częściowo

Załamanie światła Załamanie światła jest to zmiana kierunku rozchodzenia się światła przy przejściu z jednego ośrodka przezroczystego do drugiego.

Załamanie występuje m. in Załamanie występuje m.in. gdy światło przechodzi: - z powietrza do wody - z wody do powietrza - ze szkła do powietrza - z powietrza do szkła - z warstwy powietrza gęstszego do rzadszego

Łyżeczka w szklance z wodą wygląda na "złamaną" Załamanie polega na zakrzywieniu promieni świetlnych przy przechodzeniu z jednego ośrodka do innego.

Odbicie Odbicie - zmiana kierunku rozchodzenia się fali na granicy dwóch ośrodków powodująca, że pozostaje ona w ośrodku, w którym się rozchodzi.

ZWIERCIADŁA Zwierciadło- gładka powierzchnia odbijająca promienie świetlne. Dzielimy na: Zwierciadło płaskie (jego powierzchnią odbijającą jest płaszczyzna) Zwierciadło kuliste (jego powierzchnią odbijającą jest część powierzchni kulistej)

ZWIERCIADŁO KULISTE

ODBICIE PŁASKIE

Dyfrakcja Dyfrakcja (ugięcie fali) to zjawisko fizyczne zmiany kierunku rozchodzenia się fali na krawędziach przeszkód oraz w ich pobliżu.

Przejście światła przez szczelinę. Łatwo zaobserwować, że im mniejsza jest szerokość szczeliny, przez którą przechodzi światło, tym większa jest szerokość uzyskanego obrazu dyfrakcyjnego.

Rozszczepienie światła Rozszczepienie w fizyce to zjawisko rozdzielenia się fali na składowe o różnej długości.

Pryzmat Bryła z materiału przezroczystego o co najmniej dwóch ścianach płaskich nachylonych do siebie pod kątem ostrym.

Rozszczepienie światła w pryzmacie Światło czerwone Światło żółte Światło zielone Światło jasno niebieskie Światło ciemno niebieskie

Tęcza to zjawisko powstające w efekcie rozszczepiania światła w kroplach wody, które mają kształt kuli . Wynikiem jest wielokolorowy łuk. Barwy tęczy to: fioletowa , niebieska, zielona, żółta, pomarańczowa i czerwona . Jednak tak naprawdę w tęczy występuje widmo kolorów o charakterze ciągłym . Tęcza powstaje gdy świeci Słońce, a naprzeciwko z drugiej strony nieba pada deszcz. Wtedy promienie słoneczne padające zza pleców obserwatora załamują się i odbijają w kroplach wody znajdujących się w powietrzu. Przy powstawaniu tęczy głównej światło słoneczne najpierw załamuje się w kropli deszczu, a potem część wiązki odbija się od tylnej warstwy (około jednej trzeciej), a część załamuje się na niej, ale tej wiązki nie widzimy ponieważ ginie w blasku Słońca.    

W tęczy, podobnie jak w widmie, rozróżnia się 7 barw podstawowych przechodzących jedną w drugą. Kształt łuku, jaskrawość barw, szerokość pasm zależą od rozmiarów i liczby kropelek wody. Duże krople tworzą węższą tęczę z wyraźnie oddzielonymi barwami, zaś małe - łuk rozmyty, wyblakły a nawet biały. Właśnie dlatego jaskrawa, wąska tęcza widoczna jest latem po burzy, podczas której padają duże krople deszczu.

Iryzacja

Iryzacja - 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.

ZJAWISKO HALO Halo– (tarcza słoneczna) – zjawisko optyczne zachodzące w atmosferze ziemskiej obserwowane wokół tarczy słonecznej lub księżycowej. Jest to świetlisty, biały lub zawierający kolory tęczy (wewnątrz czerwony, fioletowy na zewnątrz), pierścień widoczny wokół słońca lub księżyca.

ZORZA POLARNA Zorza polarna– zjawisko świetlne obserwowane na wysokich szerokościach geograficznych, występuje głównie za kołem podbiegunowym.

Zorze polarne powstają na skutek burz magnetycznych na Słońcu. Z powierzchni Słońca wyrzucane są wtedy ogromne ilości naładowanych cząstek (głównie protonów i elektronów) o wysokiej energii.

Miraż zjawisko powstania pozornego obrazu odległego przedmiotu w wyniku różnych współczynników załamania światła w warstwach powietrza o różnej temperaturze, a co za tym idzie, gęstości. Początkowo fatamorganą nazywano miraże pojawiające się w Cieśninie Mesyńskiej, gdzie są one najefektowniejsze. W Polsce pojawiają się na Pustyni Błędowskiej oraz na Wyżynie Śląskiej. Miraże dzielą się na 2 rodzaje – miraż dolny i górny. Przykład mirażu dolnego

Miraż dolny Miraż dolny obserwuje się pod horyzontem. Decydującym czynnikiem warunkującym jego powstawanie jest dostatecznie silne nagrzanie dużej powierzchni podłoża (np. piasku na pustyni, asfaltowej szosy, ściany dużego budynku itp.). Promienie świetlne są wówczas zakrzywiane w górę, ku chłodniejszemu, a więc gęstszemu powietrzu. Sytuacja taka ma na przykład miejsce na obszarach pustynnych, gdzie pod wieczór piasek oddaje swe ciepło, ogrzewając warstwę powietrza tuż nad swoją powierzchnią, podczas gdy wyższa warstwa jest już chłodna. Zakrzywione promienie docierają do oka obserwatora pozornie z innego kierunku co wywołuje powstanie obrazu zwierciadlanego.

Miraż górny Miraż górny to zjawisko załamania występujące wielokrotnie w kolejnych warstwach powietrza, powodujące , że światło rozchodzi się po linii krzywej. Jeżeli obserwator znajdzie się w miejscu, gdzie dochodzi światło odbite od statku, to na przedłużeniu promieni wpadających do jego oka, zobaczy prosty obraz statku na tle nieba. Zjawisko mirażu górnego

Widmo Brockenu Rzadkie zjawisko optyczne spotykane w górach, polegające na zaobserwowaniu własnego cienia na chmurze znajdującej się poniżej obserwatora. Zdarza się, że cień obserwatora otoczony jest tęczową obwódką zwaną glorią.

Widmo powstaje, gdy stoi się na linii pomiędzy chmurami znajdującymi się poniżej obserwatora, a wschodzącym Słońcem. Cień zostaje znacznie wydłużony i rzucony na chmury. Tęczowa otoczka wokół postaci wytwarza się na skutek załamania się promieni słonecznych w kropelkach wody występujących w obłoku. Najdziwniejsze jest to, że widmo Brockenu może zaobserwować jedynie osoba, której cień został rzucony na chmurę – NIKT INNY.

Zaćmienie słońca Jedno z bardziej fascynujących zjawisk na świecie to zaćmienie Słońca. Mimo, że średnio występuje od 2 do 5 razy w roku, wcale nie jest tak łatwo je zaobserwować. Wynika to z tego, że trzeba być w odpowiednim miejscu kuli ziemskiej i odpowiednim czasie. Ponadto warunki atmosferyczne powinny nam sprzyjać.

Zaćmienie Słońca powstaje, gdy Księżyc znajdzie się pomiędzy Słońcem a Ziemią i tym samym przesłoni światło słoneczne. Ostatnie zaćmienie słońca obserwowane w Polsce nastąpiło 4 stycznia 2011 roku.

Mamy cztery rodzaje zaćmień Słońca- zaćmienie całkowite zaćmienie częściowe

zaćmienie obrączkowe zaćmienie hybrydowe

Zaćmienie księżyca !

Zaćmienie Księżyca zachodzi, gdy Ziemia znajduje się między Słońcem a Księżycem będącym w pełni i Księżyc (naturalny satelita Ziemi) "wejdzie„ w stożek cienia Ziemi.

Światłowód Światłowód - przezroczyste włókno (szklane lub wykonane z tworzyw sztucznych), w którym odbywa się propagacja światła.

Zalety światłowodów odporność na zakłócenia elektromagnetyczne  brak generacji zakłóceń elektromagnetycznych brak prądów błądzących brak różnic potencjałów mała tłumienność duża trwałość, rzędu 25 lat duża prędkość transmisji

Zastosowanie światłowodów W medycynie (sondy medyczne, kable do laserów dużej mocy) W łączach telefonicznych Usługach abonenckich Telewizji kablowej Lokalnej sieci komputerowej Okablowaniu samolotów i statków

Złudzenia optyczne 

ZŁUDZENIE OPTYCZNE Złudzenie optyczne - jest to błędne postrzeganie pewnych własności elementów rysunku, np. ich wielkości, prostoliniowości, wzajemnej równoległości itp. Zjawisko ma podłoże psychologiczne, wynika z kontekstowego rozpoznawania obrazów przez mózg.

ZŁUDZENIA OPTYCZNE

Czarne czy białe ???

Rusza się czy nie ???

STEREOGRAM Stereogram, to obraz utworzony za pomocą techniki przedstawienia go na płaszczyźnie w taki sposób, aby sprawiał wrażenie trójwymiarowego.

STEREOGRAM

O co chodzi w krążku Newtona ? Krążek Newtona składa się z podstawy aluminiowej z nadrukowanymi barwnymi segmentami. Barwy obejmują podstawowe barwy widma (czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski, fioletowy). W momencie obracania krążka, barwy zlewają się ze sobą, a oko jest niezdolne do szybkiej reakcji i widzi jedynie zmieszane barwy tworzące biel.

Dlaczego niebo jest niebieskie ? Kolor nieba i znajdujących się na nim chmur zależy od kilku zjawisk optycznych !

A więc : Światło niebieskie jest mocniej załamywane (oraz rozpraszane) niż światło o niższej częstotliwości. Kiedy promienie Słońca przenikają przez atmosferę (zakładając ze nie ma chmur, które skutecznej rozpraszają światło) kolor niebieski jest najskuteczniej rozpraszany i stanowi tło. Kiedy Słońce zachodzi i droga w atmosferze jaką muszą pokonać promienie jest większa, kolejne kolory są silniej rozpraszane.

Dlaczego Słońce jest czerwone ? Zachody Słońca są czerwone. Gdy Słońce leży nisko nad horyzontem, jego promienie pokonują dosyć długą drogę w atmosferze i tracą część światła niebieskiego, toteż dociera do nas więcej światła o niskich częstościach, tj. światła w kolorze czerwonym.