FIZIKA Fénytani alapfogalmak

1. FIZIKAFénytani alapfogalmak Balthazár Zsolt Apor Vilmos Katolikus Főiskola

2. Fény terjedése Fény: látható elektromágneses sugárzás Homogén közegben • egyenes irányban • állandó sebességgel • vákuumban 300 000 km/s • más közegben lassabban: törésmutató

3. Fény a határfelületen Ha a közeg hirtelen megváltozik (határ-felület), a fény számára több lehetőség van: • visszaverődik  ez a tükör • elnyelődik  ezért színes • megtörik  például lencse Időnként a lehetőségek mindegyike egyszerre is megjelenhet

4. Síktükör A beesési szög azonos a visszaverődési szöggel • Látszólagos, azonos állású és méretű kép • Amit a tükör mutat az valóság, csak · nem ott van · ami ott van, az nem látszik • Ismerték az ókorban is: bronztükrök • Az üveg ezüstözése: foncsorozás

5. Domború és homorú tükör • Főleg műszaki alkalmazások · közlekedés, reflektor, hősugárzó · csillagászati távcső (· parabolaantenna is!) • Háztartásban: · borotválkozó tükör • Bemutatásra: fényes kanál, karácsonyfadísz • Vidám Park: görbe tükör

6. Fénytörés Snellius-Descartes törvény n = sin / sin • A törésmutató nem függ a szögektől, de függ a fény hullámhosszától (színétől) • Drágakövek színszórása

7. Teljes fényvisszaverődés — 1 • A fénysugár pályája megfordítható: ha „visszafelé” irányítjuk, ugyanazon a pályán halad • A nagyobb törésmutatójú közegből érkező fénysugár a beesési merőlegestől törik a Snellius-Descartes törvény szerint • De érkezhet a fénysugár olyan irányból is, hogy nincsen hová „törnie”

8. Teljes fényvisszaverődés — 2 • A piros színnel jelölt fénysugarak pályája mindkét közegben lehetségesek, mindkét irány lehetséges • A zölddel jelölt fénysugár nem tud kilépni az üvegből, visszaverődik

9. Teljes fényvisszaverődés — 3 Hasznosítás: • (üveg) száloptika · endoszkóp · hírközlés · üvegszálas lámpa • kivilágított szökőkút A természetben: délibáb

10. Délibáb • A törésmutató hőmérséklet emelkedésével csökken • A talajt a Nap sugárzása felmelegíti, forró levegőréteg alakul ki, amely nem tud felemelkedni, felszíne vibrál • A hidegebb levegőből nézve a felület tükröződik: vizesnek észleljük • Közelről a víz „eltűnik”

11. Lencsetörvény Fogalmak: fókusztávolság (f), képtávolság (k), tárgytávolság (t) 1/f = 1/k + 1/t D = 1/f [m-1]!

12. Lencsék fajtái • Domború, gyűjtő lencse - közepén vastagabb, mint a szélén • Homorú, szóró lencse: középen vékonyabb, mint a szélén • Speciális, kombinált lencsék: · bifokális · multifokális · cilinderes

13. Az emberi szem felépítése • A szemlencse a beérkező fényt a retinára vetíti, ahonnan idegsejtek továbbítják a jeleket az agyba • Egészséges szemű embernek a szemlencséje a szükséges mértékben változó fókusztávolságú • Ha a kép nem a retinán képződik, szemüveggel lehet javítani a látást

14. Szemüveg, szemüveghibák • Rövidlátó: közelre jobban lát: szórólencse • Távollátó: közelre rosszul lát: gyűjtőlencse • A szemlencse hibája irányfüggő: cilinderes lencse • A lencsék optikai középpontja a pupilla előtt legyen • Az optikai tengely fontossága

15. Néhány ellenőrző kérdés — 1 • Hogyan látjuk a fekete tárgyat, ha arról nem érkezik fény a szemünkbe? • Miért van az, hogy a szemüveges veszi utoljára észre, ha piszkos a szemüvegje? • Lehetséges-e magasan, a horizont fölött 20 … 30o-al a délibáb? • Lehet-e jéggel tüzet gyújtani?

16. Néhány ellenőrző kérdés — 2 • Felgyújthatta-e a római hadihajókat a szirakuzai várból Archimédész? • Hogyan lehet, hogy egy 25 dioptriás műanyag lencse az ember szemébe operálva jól működik, pedig az ember szemének átmérője nincsen 4 cm? • Hogyan lehet a kis kirakatot tükör segítségével „növelni”?

17. Néhány ellenőrző kérdés — 3 • Legalább mekkora legyen az a függőleges állású síktükör, amelyben magamat tetőtől talpig látom? • Hol használják és hogyan működik a periszkóp? • Miért készítik lencse helyett inkább tükörrel a nagy csillagászati távcsöveket?