DANE INFORMACYJNE

2. DANE INFORMACYJNE • Nazwa szkoły: • ZESPÓŁ SZKÓŁ PONADGIMNAZJALNYCH • im. gen. Władysława Andersa w Złocieńcu • ID grupy: • 97/37_MF_G1 • Kompetencja: • Matematyka i fizyka • Temat projektowy: • ZJAWISKA OPTYCZNE • Semestr/rok szkolny: • Semestr I/ 2009/2010

3. Zjawiska optyczne

4. Co to jest światło? • Pojęcie to ma inne znaczenie potoczne i w nauce. • Potocznie nazywa się widzialną część promieniowania elektromagnetycznego, czyli promieniowanie widzialne odbierane przez siatkówkę oka ludzkiego. • W nauce pojęcie światła jest jednak szersze (używa się pojęcia promieniowanie optyczne), gdyż nie tylko fale widzialne, ale i sąsiednie zakresy, czyli ultrafiolet i podczerwień można obserwować i mierzyć korzystając z podobnego zestawu przyrządów, a wyniki tych badań można opracowywać korzystając z tych samych praw fizyki. Światło, tak jak i każda fala elektromagnetyczna, rozchodzi się w próżni ze stałą prędkością, która jest równa 299792 km/s, niezależnie od jego barwy, czyli od długości fali.

5. Natura światła Klasyfikację fal elektromagnetycznych według ich długości w próżni (częstotliwości) nazywamy widmem fal elektromagnetycznych. Nasze oko odbiera promieniowanie elektromagnetyczne o długości od około 4x10-7 m do około 7x10-7 m. Najlepiej widzimy w środku zakresu dla barwy żółtozielonej (długość około 550nm), a najgorzej na końcach. Zwierzęta mogą rejestrować promieniowanie o innych długościach, np.: pszczoły "widzą" promieniowanie nadfioletowe.

6. Źródła światła

8. *Tor światła będący linią prostą nazywamy promieniem świetlnym. *Światło w danym ośrodku rozchodzi się po linii prostej. *Umieszczenie na drodze światła przedmiotu nieprzezroczystego powoduje powstanie cienia.

9. Odbicie światła Gładki wypolerowany przedmiot nazywamy zwierciadłem płaskim lub lustrem. Światło padając na powierzchnię zwierciadła ulega odbiciu. PRAWO ODBICIA: Światło odbija się od powierzchni ciał zawsze w takim kierunku, że kąt odbicia b jest równy kątowa padania a. Promień padający, promień odbity i prostopadła do powierzchni zwierciadła wystawiona w punkcie padania, leżą w jednej płaszczyźnie.

10. Kąt padania, to kąt pomiędzy promieniem padającym na powierzchnię odbijającą, a normalną. Kąt odbicia, to kąt pomiędzy promieniem odbitym, a normalną. Kąt padania jest równy kątowi odbicia. a = b

11. Zwierciadła Zwierciadło jest to wypolerowana powierzchnia metalu, szkła (lustra) lub wody. Zwierciadła dzielimy na: * płaskie, np. lustro * kuliste (wklęsłe i wypukłe) Obraz w zwierciadle płaskim jest: • pozorny • prosty • tej samej wielkości

12. f Zwierciadła kuliste -wklęsłe Zwierciadło kuliste wklęsłe stanowi wewnętrzną powierzchnię kuli. O - środek krzywizny, czyli środek kuli, z której zwierciadło zostało wycięte r - promień krzywizny, czyli promień kuli, z której zwierciadło zostało wycięte (OA) F - ognisko zwierciadła, czyli punkt przecięcia promieni odbitych f - ogniskowa zwierciadła, czyli odległość ogniska od zwierciadła -wypukłe Zwierciadło kuliste wypukłe stanowi zewnętrzną powierzchnię kuli.

13. OBRAZY W ZWIERCIADŁACH wklęsłych x – odległość przedmiotu od zwierciadła y – odległość obrazu od zwierciadła dla x > r obraz rzeczywisty pomniejszony odwrócony

14. x = r rzeczywisty tych samych rozmiarów odwrócony f < x < r obraz rzeczywisty powiększony odwrócony

15. x < f obraz pozorny obraz prosty powiększony

16. OBRAZY W ZWIERCIADŁACH wypukłych Obraz: pozorny, pomniejszony, prosty

17. Załamanie światła Światło przechodząc przez granicę dwóch ośrodków ulega załamaniu. Przechodząc z ośrodka, w którym rozchodzi się z większą prędkością do ośrodka, w którym rozchodzi się z mniejszą prędkością załamuje się do prostopadłej. Światło przechodząc z ośrodka, w którym rozchodzi się z mniejszą prędkością do ośrodka, w którym rozchodzi się z większą prędkością załamuje się od prostopadłej.

18. N I E Z A L E Ż Y O D D Ł U G O Ś C I F A L I

19. Pryzmat to bryła z materiału przezroczystego o co najmniej dwóch ścianach płaskich nachylonych do siebie pod kątem. Używany w optyce do zmiany kierunku biegu fal świetlnych.

20. PRZEJŚCIE WIĄZKI ŚWIATŁA BIAŁEGO PRZEZ PRYZMAT Po przejściu światła białego przez pryzmat na ekranie obserwujemy nie tylko nachylenie światła do jego pierwotnego kierunku rozchodzenia się, ale również jego rozczepienie na kilka barw. Otrzymujemy szereg barw, które nazywamy widmem ciągłym światła białego. Rozczepianie światła białego jest spowodowane tym, że światło o różnych barwach rozchodzi się w ciałach przeźroczystych z różnymi szybkościami i z tego powodu załamuje się pod różnymi kątami. Tylko w próżni światło o wszystkich barwach rozchodzi się w tej samej szybkości.

21. dwuwypukła płasko-wypukła wklęsło-wypukła dwuwklęsła płasko-wklęsła wypukło-wklęsła Soczewki Soczewką nazywamy ciało przezroczyste, ograniczone dwiema powierzchniami, z których przynajmniej jedna nie jest płaska. Soczewki dzielimy na: * wypukłe * wklęsłe

22. Wielkością charakterystyczną soczewki jest zdolność skupiająca soczawki (Z), która jest równa odwrotność ogniskowej Z=1/f Jednostką zdolnośći skupiającej soczewki jest dioprtia. Zdolność skupiającą równą 1 dioptrii ma soczewka o ogniskowej 1 m .

23. SOCZEWKA SKUPIAJĄCA Wiązka promieni przy osiach optycznych biegnąca równolegle do głównej osi optycznej, po dwukrotnym załamaniu skupia się w jednym punkcie, zwanym ogniskiem soczewki. SOCZEWKA ROZPRASZAJĄCA Wiązka promieni przy osiach biegnąca równolegle do głównej osi optycznej, po dwukrotnym załamaniu rozbiega się, ale przedłużenia promieni wychodzących z soczewki skupiają się w jednym punkcie, który jest pozornym ogniskiem soczewki.

24. .

25. OBRAZY OTRZYMYWANE ZA POMOCĄ SOCZEWEK

26. 2f . przedmiot . f . f . 2f obraz przedmiot . 2f . f . f . 2f obraz 2f . przedmiot . f . f . 2f obraz x > r rzeczywisty odwrócony pomniejszony x =r obraz rzeczywisty tych samych rozmiarów odwrócony f < x < r obraz rzeczywisty powiększony odwrócony

27. . f . 2f . f . f . 2f x = f obraz nie powstaje x < f obraz pozorny prosty powiększony

28. PRZEGLĄD ZJAWISK OPTYCZNYCH

29. Zjawiska optyczne - wszystkie zjawiska dotyczące oddziaływania światła z materią. Szczególnie dotyczy to zjawisk towarzyszących przechodzeniu światła przez atmosferę ziemską. Wybrane zjawiska optyczne występujące w atmosferze: Wieniec (aureola) Słońca poboczne (słońca pozorne) Gloria Halo Tęcza Miraż (fatamorgana) Zorza polarna Wschód i zachód słońca Słup słoneczny

30. Tęcza

31. Tęcza • Tęcza to łuk świecący barwami widma. Powstaje, gdy będące za obserwatorem Słońce oświetla chmurę deszczową. Wewnątrz łuku znajduje się barwa fioletowa a na zewnątrz czerwona. • Warunkiem powstania tęczy jest deszcz, oświetlony przez promienie słoneczne. Tęczę może wywołać zamiast deszczu oświetlona przez Słońce fontanna lub wodospad. Zjawisko tęczy powstaje w wyniku załamania się i odbicia promieni słonecznych w pojedynczych kroplach wody. • Niekiedy można zaobserwować drugą tęczę, tak zwaną wtórną, o mniejszej jasności. W przypadku tęczy wtórnej, barwa fioletowa znajduje się na zewnątrz, zaś czerwona wewnątrz.

32. Wieniec Źródło:http://www.fiz.yoyo.pl/art/foto/wieniec2.jpg

33. Wieniec (aureola) • Zjawisko to zachodzi wtedy, gdy Księżyc lub Słońce przesłonięte są cienką, półprzeźroczystą warstwą chmury lub mgły. • Zwykle ma postać barwnej poświaty (aureoli) wokół tarczy Księżyca lub Słońca, niebieskiej od strony wewnętrznej, czerwonej na zewnątrz. • Wieńce powstają wskutek ugięcia fal światła w warstwie chmury lub mgły.

34. Halo

35. Halo • Słowo halo pochodzi z języka greckiego i oznacza koło lub okrąg. • Halo jest to świetlny pierścień wokół tarczy Słońca lub Księżyca. Może mieć kolor biały, ale mogą także występować inne kolory. • Zjawisko to powstaje na skutek załamywania się promieni słonecznych i ich odbijania od drobnych kryształków lodu w atmosferze. Kryształki te wchodzą w skład cirrusów - wysokich i cienkich chmur.

36. Zorza polarna

37. Zorza polarna • Zjawisko świetlne występujące w górnych warstwach atmosfery na wysokości od 65 do 400 km nad powierzchnią Ziemi, najczęściej w odległości 20-25° od bieguna geomagnetycznego Ziemi (północnego lub południowego). • Zorza polarna powstaje w wyniku oddziaływania wiatru słonecznego na magnetosferę Ziemi. Pojawia się jako barwne (białe, żółte, zielone, czerwone, niebieskie, fioletowe) smugi, wstęgi lub zasłony, falujące lub pulsujące na niebie.

38. Miraż (fatamorgana)

39. Miraż (fatamorgana) • Jest to zjawisko polegające na tworzeniu się pozornych (podwójnych lub wielokrotnych) obrazów będących odbiciem przedmiotów znajdujących się na horyzoncie lub poza nim. • Miraż powstaje jako skutek zakrzywienia się promieni słonecznych w dolnych warstwach powietrza, cechujących się różną gęstością (temperaturą). • Miraże dzielą się na 2 rodzaje – miraż dolny (pod linią horyzontu) i górny (nad linią horyzontu).

40. Słup słoneczny

41. Słup słoneczny • Zjawisko optyczne związane m.in. z odbiciem światła nisko położonego Słońca. • Najłatwiej jest go zaobserwować tuż przed wschodem Słońca, lub tuż po jego zachodzie. • Przybiera formę świetlnej kolumny, na ogół zabarwionej czerwonawo, przemieszczającej się wraz z ruchem Słońca pod horyzontem.

42. Wschód i zachód Słońca

43. Wschód i zachód słońca • Jest to niekiedy bardzo widowiskowy moment, w którym tarcza słoneczna przekracza linię horyzontu. • Czas wschodu i zachodu Słońca, wyrażony w czasie lokalnym, zależy od pory roku i szerokości geograficznej.

44. Gloria

45. Gloria • Polega na wystąpieniu barwnych pierścieni wokół cienia obserwatora widocznego na tle chmur lub mgły. • Gloria powstaje na skutek ugięcia fal i odbicia światła na kroplach wody. Jest podobna do wieńca, jednak powstaje nie dookoła Słońca lub Księżyca, lecz dookoła punktu położonego po stronie przeciwnej względem tarczy ciała niebieskiego. • Zjawisko to występuje w chmurach położonych na wprost przed obserwatorem albo niżej od niego, tj. w górach lub przy obserwacjach z samolotu. Na te same chmury pada cień obserwatora i wówczas wydaje się, że gloria otacza cień jego głowy.