Optyka geometryczna

1. Optyka geometryczna Dział 7

2. Temat:Prawo odbicia i załamania światła • Zjawisko odbicia fal polega na zmianie kierunku rozchodzenia się fal na granicy dwóch ośrodków, przy czym fala nie opuszcza danego ośrodka rozprzestrzeniania się. Bartosz Jabłonecki

3. normalna promień odbity promień padający • Rys. Zjawisko odbicia fal Bartosz Jabłonecki

4. Prawo odbicia W zjawisku odbicia fal kąt odbicia jest równy kątowi padania. Promień padający, promień odbity i normalna do powierzchni odbijającej, wystawiona w punkcie padania, leżą w jednej płaszczyźnie Bartosz Jabłonecki

5. Zjawisko załamania fal polega na zmianie kierunku rozchodzenia się fal na granicy dwóch ośrodków, przy przejściu z jednego ośrodka do drugiego, na skutek różnej prędkości fali w tych ośrodkach. Willebrord van Roijen Snell (1580-1626) źródło: http://de.wikipedia.org/wiki/Willebrord_van_Roijen_Snell Bartosz Jabłonecki

6. promień padający ośrodek I ośrodek II promień załamany normalna • Rys. Zjawisko załamania fal Bartosz Jabłonecki

7. Prawo załamania fal (prawo Snelliusa) Stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania dla dwóch ośrodków jest równy stosunkowi prędkości v1 rozchodzenia się fali w pierwszym ośrodku do prędkości v2 w drugim ośrodku. Bartosz Jabłonecki

8. Bezwzględny współczynnik załamania Bezwzględnym współczynnikiem załamania nazywamy stosunek prędkości światła w próżni do prędkości światła w danym ośrodku: Bartosz Jabłonecki

9. Przykłady współczynników załamania próżnia powietrze woda szkło Bartosz Jabłonecki

10. Względny współczynnik załamania Względnym współczynnikiem załamania nazywamy stosunek odpowiednich współczynników załamania: lub Bartosz Jabłonecki

11. Zad. • Oblicz kąt załamania światła po przejściu z powietrza do wody wiedząc, że wpadł on pod kątem 30o liczonym do normalnej. Bartosz Jabłonecki

12. Temat:Całkowite wewnętrzne odbicie. • Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia ma miejsce wtedy, gdy światło przechodzi z ośrodka gęstszego do ośrodka rzadszego. Bartosz Jabłonecki

13. promień odbity promień padający ośrodek I ośrodek II • Rys. Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia (woda-powietrze) Bartosz Jabłonecki

14. Obliczmy kąt graniczny dla ośrodków woda-powietrze: • pamiętamy: Bartosz Jabłonecki

15. Wybrane wartości kąta granicznego Bartosz Jabłonecki

16. Temat: Płytka równoległościenna i pryzmat • Płytka równoległościenna to przezroczysta bryła ograniczona dwiema powierzchniami płaskimi i równoległymi. Bartosz Jabłonecki

17. d l • Promień przechodzący przez płytkę równoległościenną d - grubość płytki l - przesunięcie promienia Bartosz Jabłonecki

18. Pryzmat to przezroczysta bryła ograniczona dwiema powierzchniami płaskimi i nierównoległymi. • Kąt zawarty między tymi płaszczyznami nazywamy kątem łamiącym pryzmatu. Bartosz Jabłonecki

19. - kąt łamiący pryzmatu - kąt odchylenia promienia • Promień przechodzący przez pryzmat Bartosz Jabłonecki

20. Temat: Zwierciadła płaskie i kuliste • Odbicie fal świetlnych zachodzi na wszystkich powierzchniach (w szczególności na powierzchniach płaskich i kulistych). • W zwierciadle płaskim powstaje obraz pozorny, prosty i jednakowej wielkości. Bartosz Jabłonecki

21. B’ B A’ A • Konstrukcja obrazu w zwierciadle płaskim Bartosz Jabłonecki

22. Konstrukcja obrazu w zwierciadle płaskim - przykład Bartosz Jabłonecki

23. Zwierciadło kuliste (wklęsłe i wypukłe) powstaje jako wycinek sfery. Charakteryzuje je promień krzywizny r. • symbole zwierciadła wklęsłego wypukłego r r Bartosz Jabłonecki

24. O O r r • Konstrukcja ogniska F F • Konstrukcja ogniska pozornego F F Bartosz Jabłonecki

25. Ogniskową nazywamy odcinek łączący powierzchnię zwierciadła z ogniskiem. • Dla przyosiowych promieni ogniskowa jest równa połowie promienia. Bartosz Jabłonecki

26. przedmiot F O obraz • Konstrukcja obrazu w zwierciadle wklęsłym • Cechy: • rzeczywisty • odwrócony • pomniejszony Bartosz Jabłonecki

27. x y przedmiot obraz F O f • Równanie zwierciadła f - ogniskowa x - odległość przedmiotu od zwierciadła y - odległość obrazu od zwierciadła Bartosz Jabłonecki

28. Powiększenie obliczamy jako stosunek wysokości obrazu do wysokości przedmiotu: • lub Bartosz Jabłonecki

29. przedmiot F O obraz • Inne konstrukcje • Cechy: • rzeczywisty • odwrócony • powiększony Bartosz Jabłonecki

30. obraz przedmiot F O • Inne konstrukcje • Cechy: • pozorny • prosty • powiększony Bartosz Jabłonecki

31. przedmiot obraz O F • Inne konstrukcje • Cechy: • pozorny • prosty • pomniejszony Bartosz Jabłonecki

32. Zad. 1 • Przed zwierciadłem wklęsłym o promieniu krzywizny zwierciadła równym 1m umieszczono w odległości 1m przedmiot o wysokości 20cm. Oblicz gdzie znajduje się obraz i jaką ma wysokość. Bartosz Jabłonecki

33. Zad. 2 • Przed zwierciadłem wklęsłym o promieniu krzywizny zwierciadła równym 1m umieszczono w odległości 20cm przedmiot o wysokości 20cm. Oblicz gdzie znajduje się obraz i jaką ma wysokość. Bartosz Jabłonecki

34. Temat: Soczewki • Soczewka to przezroczysta bryła ograniczona dwiema powierzchniami kulistymi lub jedną kulistą i jedną płaską. Bartosz Jabłonecki

35. dwuwypukła płasko-wypukła wklęsło-wypukła symbol dwuwklęsła płasko-wklęsła wypukło-wklęsła symbol • Rodzaje soczewek • soczewki skupiające (wypukłe) • soczewki rozpraszające (wklęsłe) Bartosz Jabłonecki

36. Konstrukcja ogniska F F • Konstrukcja ogniska pozornego F F Bartosz Jabłonecki

37. R1 R2 • Równanie soczewkowe Bartosz Jabłonecki

38. Równanie soczewkowe • gdy jedną powierzchnię soczewki tworzy powierzchnia płaska (promień takiej kuli musiałby być nieskończony) - gdy powierzchnia soczewki jest wklęsła przyjmujemy ujemną wartość promienia Bartosz Jabłonecki

39. Zdolność zbierająca (skupiająca) soczewki jest odwrotnością ogniskowej • Zdolność zbierającą mierzymy Bartosz Jabłonecki

40. F F przedmiot obraz • Konstrukcja obrazu w soczewce skupiającej • Cechy: • rzeczywisty • odwrócony • pomniejszony Bartosz Jabłonecki

41. x y F F przedmiot f obraz • Równanie (podobnie jak dla zwierciadła) Bartosz Jabłonecki

42. przedmiot F F obraz • Inne konstrukcje • Cechy: • rzeczywisty • odwrócony • powiększony Bartosz Jabłonecki

43. obraz przedmiot F F • Inne konstrukcje • Cechy: • pozorny • prosty • powiększony Bartosz Jabłonecki

44. przedmiot F F obraz • Inne konstrukcje • Cechy: • pozorny • prosty • pomniejszony Bartosz Jabłonecki

45. Zad. 1 • Cienka szklana soczewka dwuwypukła ma promienie krzywizn powierzchni równe 20 cm i 10 cm. Oblicz zdolność zbierającą i ogniskową soczewki, gdy znajduje się: a) w powietrzu, b) w wodzie. Bartosz Jabłonecki

46. Zad. 2 • Soczewka płasko-wklęsła o promieniu krzywizny R = -0,4 m jest wykonana z materiału o współczynniku załamania n1 = 1,4 i umieszczona w cieczy o współczynniku załamania n2 = 1,6. Ile wynosi ogniskowa soczewki? Bartosz Jabłonecki

47. Powtórzenie i utrwalenie wiadomości. Część I • Promień XY jest dany, PQ to płaszczyzna rozgraniczająca ośrodki, F - ognisko, O - środek krzywizny zwierciadła kulistego. Jego możliwe drogi po, przed, odbiciu, załamaniu są oznaczone A, B, C, D, E. Tylko jedna z dróg jest poprawna. (5 zad. po 1p.) Bartosz Jabłonecki

48. Powtórzenie i utrwalenie wiadomości. Część II • Zaznacz konstrukcyjnie obraz. Podaj jego trzy cechy. (3 zad. po 2p.) Bartosz Jabłonecki

49. KONIEC