Elementy optyki geometrycznej i optyki falowej
|
|
- Sławomir Kołodziejczyk
- 5 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Elementy optyki geometrycznej i optyki falowej Wykład 8 Pamiętaj, że najmniejszy krok w stronę celu jest więcej wart niż maraton dobrych chęci. Czym jest światło? 8.1. Elementy optyki geometrycznej odbicie, załamanie światła 8.2. Elementy optyki falowej- dyfrakcja, interferencja światła 1
2 Czym jest światło? Światło jest falą elektromagnetyczną związaną z rozchodzeniem się w przestrzeni zmiennego pola elektrycznego i magnetycznego. c Rys.2. Widmo promieniowania elektromagnetycznego. Źródło: Halliday,Resnick,Walker Fundamentals of Physics. Optyka to dział fizyki, zajmujący się badaniem natury światła, początkowo tylko widzialnego, a obecnie również promieniowania z zakresów podczerwieni i nadfioletu. 2
3 Elementy optyki geometrycznej Optyka geometryczna jest najprostszym przybliżonym opisem światła, w którym zakłada się, że światło rozchodzi się wzdłuż linii prostych, zwanych promieniami świetlnymi. Promienie świetlne nie oddziałują ze sobą. Opis zjawisk optycznych (prawa odbicia i załamania, rozszczepienie światła), bez odwoływania się do falowej natury światła (przypadek graniczny optyki falowej dla λ0 ). Optyka falowa - zajmuje się opisem zjawisk wynikających z falowej natury światła. W ramach optyki falowej badane są takie zjawiska jak: dyfrakcja, interferencja, polaryzacja. Rys.3. Przykłady. źródło: 3
4 Elementy optyki geometrycznej Podstawowe prawa optyki geometrycznej 1. W ośrodku jednorodnym światło rozchodzi się prostoliniowo. 2. Przecinające się promienie świetlne nie zaburzają się wzajemnie. 3. I zasada Fermata ( Pierre de Fermat, ) P Promień świetlny biegnie od jednego punktu do drugiego taką drogą, by czas potrzebny na jej przebycie był ekstremalny. O Q Dla promienia mierzymy długość drogi optycznej : L optical POQ PO n OQ 1 n 2 gdzie n i - bezwzględny współczynnik załamania światła i-tego ośrodka. c ni vi II zasada Fermata (zasada odwracalności biegu promienia świetlnego): Promień biegnący z punktu P do punktu Q, po jakiejś drodze, w odwrotnym kierunku będzie biegł po tej samej drodze. 4
5 Elementy optyki geometrycznej 4. Prawo odbicia (Willebrord Snell znany także jako Snellius lub Snel van Royen) czoło fali promień padający normalna α β promień odbity powietrze Kiedy promień świetlny pada na granice dwóch ośrodków przezroczystych, odbija się tak, że kąt odbicia β jest równy kątowi padania α, przy czym oba promienie i normalna do powierzchni granicznej, leżą w płaszczyźnie padania. powierzchnia graniczna H 2 O α = β (8.1) promień załamany Rys. 4. Załamanie światła przy przejściu z ośrodka o współczynniku złamania światła n 1 do ośrodka o współczynniku załamania światła n 2. źródło : Halliday,Resnick,Walker Fundamentals of Physics 5
6 Elementy optyki geometrycznej 5. Prawo odbicia fal Korzystając z zasady Fermata, wyprowadzić prawo odbicia światła. y 1 l 1 β l 2 y 2 Jaki warunek musi zachodzić pomiędzy kątem padania a kątem odbicia, aby czas przejścia światła rozchodzącego się z prędkością v z punktu A do B był najkrótszy? Droga optyczna przemywana przez światło: P x 1 x 2 gdzie: Szukamy takiego punktu odbicia, przy którym droga optyczna (L )będzie minimalna. Dla której zależność L=f(x) osiągnie minimum: 6
7 Elementy optyki geometrycznej Korzystając z warunku na min. funkcji : dl 0 dx L x 1 L x 2 0 (*) Uwzględniając fakt, że suma: Otrzymamy po zróżniczkowaniu: Podstawiając powyższą zależność do r-nia (*) i dzieląc przez δx 1 oraz n, otrzymamy: 7
8 Elementy optyki geometrycznej czyli: stąd Czas przejścia światła będzie najkrótszy, jeżeli kąt odbicia będzie miał taką samą miarę, jak kąt padania! Kąt odbicia ma taką samą miarę, jak kąt padania i oba kąty leżą w jednej płaszczyźnie. Prawo sformułowane przez Willebrorda Snella van Royena w 1618 r. 8
9 Elementy optyki geometrycznej 6. Prawo załamania ( II prawo Snelliusa) a) normalna Promień załamany leży w płaszczyźnie padania, a kąt załamania 2 związany jest z kątem padania 1 zależnością: sin sin 1 2 n n 2 1 v v 1 2 (8.2) b) Rys.5 normalna gdzie n 1 i n 2 są współczynnikami załamania charakteryzującymi ośrodki 1 i 2. Współczynnik załamania ośrodka jest wielkością bezwymiarową, n =c/v ( c - prędkością światła w próżni, zaś v prędkością światła w danym ośrodku). Współczynnik załamania światła dowolnej substancji jest zawsze n 1. Możliwe są 3 przypadki: n1 sin 2 sin 1 (8.3) n2 1) n 2 =n 1 załamanie nie następuje 2) n 2 >n 1 kąt załamania jest mniejszy od kąta padania (rys.5a) 3) n 2 <n 1 kąt załamania jest większy od kąta padania, po załamaniu promień jest odchylony od pierwotnego kierunku w stronę od normalnej ( rys.5b) 9
10 Dyspersja - rozszczepienie światła Elementy optyki geometrycznej Współczynnik załamania światła n w każdym ośrodku, z wyjątkiem próżni, zależy od długości fali światła. Oznacza to, że promienie świetlne, którym odpowiadają różne długości fali, będą załamywane pod różnymi kątami na tej samej powierzchni granicznej dwóch ośrodków. Światło białe Wiązka światła białego zawierająca promienie o różnych długościach fali pada na granicę dwóch ośrodków, to w wyniku załamania pod różnymi kątami zostanie ona rozszczepiona (dyspersja chromatyczna). Rys. 6. Trójkątny pryzmat rozdziela światło białe na barwy składowe. Rozszczepienie zachodzi na pierwszej powierzchni załamującej i jest zwiększane na drugiej powierzchni. Źródło: o UWAGA Rozszczepienie nie występuje dla światła monochromatycznego, czyli światła o jednej długości fali. 10
11 Dyspersja - przykłady a) b) normalna normalna światło załamane światło załamane Wiązka światła białego (rys.7a) pada na powierzchnię graniczną powietrze-szkło. Współczynnik załamania światła dla danego ośrodka jest większy dla fal krótszych -wiązka niebieska, niż dla fal dłuższych ( w. czerwona). Składowa niebieska jest odchylana silniej, dlatego jej kąt 2b - jest mniejszy niż kąt załamania składowej czerwonej 2r. Na rys. 7b, wiązka światła białego pada od strony szkła na powierzchnię graniczną szkło-powietrze. Tym razem składowa niebieska jest odchylona silniej niż składowa czerwona, w konsekwencji kąt 2b jest teraz większy od kąta 2r. Rozszczepienie światła znalazło zastosowanie przy konstrukcji spektroskopów optycznych- przyrządów służących do analizy widmowej światła ( do określania jakie długości fali i o jakim względnym natężeniu występują w badanym świetle), co pozwala np. identyfikować pierwiastki, które brały udział w emisji tego światła. Rys.7. FIZYKA Rozszczepienie - wykład 8 światła białego. źródło : Halliday,Resnick,Walker Fundamentals of Physics 11
12 Dyspersja -przykłady Najpiękniejszym i najbardziej zachwycającym zjawiskiem będącym skutkiem rozszczepienia światła słonecznego w kroplach deszczu jest tęcza. Człowiek patrzący na tęczę. Rys. źródło: i 12
13 a) Całkowite wewnętrzne odbicie Odbicie i załamanie Promienie światła monochromatycznego ze źródła Z (rys. 8b) przechodzą z ośrodka o większym współczynniku załamania (np. wody lub szkła) do ośrodka o mniejszym współczynniku załamania (np. powietrza). Promień padający na granicę ośrodka doznaje zarówno odbicia, jak i załamania, przy czym kąt załamania jest większy od kąta padania. b) Istnieje pewien kąt graniczny gr, dla którego kąt załamania 2 =90 o : sin n gr sin 90 (8.4) n1 n1 n Dla kątów padania > gr nie ma już promienia załamanego i całe światło ulega odbiciu. Zjawisko to nazywamy całkowitym wewnętrznym odbiciem. Rys.8. Całkowite wewnętrzne odbicie światła wysyłanego ze źródła światła Z umieszczonego w wodzie. Źródło: Halliday,Resnick,Walker Fundamentals of Physics 13
14 Całkowite odbicie - zastosowanie Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia wykorzystuje się w celu efektownego oświetlenia strug wody w fontannach, połysku brylantów, a także przy konstrukcji licznych przyrządów optycznych (np. refraktometrów służących do pomiaru współczynnika załamania cieczy oraz przezroczystych ciał stałych). Fontanna w Białymstoku, źródło: 14
15 Światłowody Zjawiska całkowitego wewnętrznego odbicia znalazło wiele zastosowań w technikach medycznych. Rys. Schemat budowy światłowodu. Źródło: Lekarz może szukać wrzodów w żołądku, wykorzystując światłowody (ang. fiber optic cable), czyli wiązkami włókien wykonanych z materiału dielektrycznego (np. szkła, lub tworzyw sztucznych), służących do przekazywania światła. Światło wprowadzone na jednym końcu światłowodu, ulega wewnątrz włókna wielokrotnemu całkowitemu odbiciu od ścianek, co pozwala na przesyłanie go do drugiego końca światłowodu z niewielkimi stratami i oświetla wnętrze żołądka. Pewna część tego światła, odbita od oświetlonego wnętrza żołądka, trafia do drugiego światłowodu i na takiej zasadzie jak w pierwszym światłowodzie wędruje na zewnątrz organizmu pac jęta. Informacja jest odbierana i przetwarzana na obraz oglądany przez lekarza. Światłowody są wykorzystane w sieciach komputerowych i technologiach internetowych. 15
16 Widzenie kolorów Co powoduje, że postrzegamy kolory? Obiekt czarny absorbuje równo wszystkie kolory światła widzialnego. Obiekt biały odbija równo wszystkie kolory światła widzialnego. Gdy obiekt absorbuje wszystkie kolory oprócz jednego, widzimy kolor który nie jest absorbowany. Żółty pasek odbija światło żółte i dlatego widzimy, że jest żółty. Gdy obiekt absorbuje jeden kolor, widzimy kolor komplementarny. Żółty pasek absorbuje kolor fioletowy i dlatego widzimy kolor żółty, który jest kolorem komplementarnym. Roztwór, który absorbuje kolor czerwony i pomarańczowy, ma kolor komplementarny niebieski i zielono niebieski. 16
17 8.2. Elementy optyki falowej Efektowne barwy motyla lub baniek mydlanych, nie są tylko wynikiem załamania światła, lecz też rezultatem interferencji światła. Interferencja polega na selektywnym wzmacnianiu lub wygaszaniu nakładających się fal. Jeśli nakładające się fale mają zgodne fazy ( 0 2n ), następuje maksymalne wzmocnienie fali wypadkowej, natomiast interfe- 2n rencja fal o przeciwnych fazach ( ) prowadzi do ich całkowitego wygaszenia. Zjawisko interferencji światła, a także zjawisko dyfrakcji, czyli ugięcia fal świetlnych, są najsilniejszymi dowodami na falową naturę światła. Aby zrozumieć i opisać te zjawiska musimy wyjść poza ograniczenia optyki geometrycznej i stosować prawa optyki falowej. 17
18 Zasada Huygensa Teoria Christiana Huygensa (1678r. ), pozwala w prosty sposób przewidywać rozchodzenie się dowolnego rodzaju fal w przestrzeni trójwymiarowej. Zasada Huygensa: Wszystkie punkty czoła fali zachowują się jak punktowe źródła elementarnych kulistych fal wtórnych. Po czasie t nowe położenie czoła fali jest wyznaczone przez powierzchnię styczną do powierzchni fal wtórnych. Fale wtórne wzajemnie ze sobą interferują. Rys. 9. Konstrukcja geometryczna fali płaskiej w próżni. 18
19 Długość fali a współczynnik załamania światła Korzystając z zasady Huygensa można wyprowadzić empiryczne prawo załamania, a także niektóre zależności dla światła: Długości fali światła w dwóch ośrodkach są proporcjonalne do prędkości światła w tych ośrodkach (rys. 10) : Rys. 10. Zastosowanie zasady Huygensa do załamania fali płaskiej na granicy powietrze-szkło. (8.5) Długość monochromatycznej fali świetlnej w ośrodku materialnym zależy od współczynnika załamania (n) tego ośrodka. Jeżeli zał., że λ- długość fali światła monochromatycznego w próżni, c- jego prędkość, zaś w ośrodku o współczynniku załamania światła n jego długość - λ n, a prędkość v, więc: Korzystając z definicji n c v n v c (8.6) i wzoru (8.6), otrzymamy: n (8.7) n Równanie (8.7) wiąże długość fali światła w dowolnym ośrodku z jego długością fali w próżni. 19
20 Elementy optyki falowej WNIOSEK ( 8.7) Im większy jest współczynnik załamania światła ośrodka, tym mniejsza jest długość fali rozchodzącego się w nim światła. A co z częstością światła ( f )? Niech f n oznacza częstość światła w ośrodku o współczynniku załamania n. Stosując zależność v f oraz wzór (8.6), możemy zapisać: f n v v v / c n c f (8.8) WNIOSEK: Kiedy prędkość i długość fali świetlnej w ośrodku materialnym są różne od prędkości i długości tej fali w próżni, to jej częstotliwość w ośrodku jest taka sama, jak w próżni. 20
21 Optyka falowa c.d. Zmiana różnicy faz 2 Rys.11. Zmiana różnicy faz. Rys.11. Dwie fale rozchodzące się w ośrodku o współczynniku załamania n 1 mają początkowo zgodne fazy. Gdy fala 2 przechodzi przez warstwę ośrodka o współczynniku załamania n 2 >n 1, długość fali ulega skróceniu. Na skutek tego po wyjściu z warstwy fazy fal są przeciwne. n (8.9) n Z równania (8.7) wynika wniosek: Różnica faz pomiędzy dwiema falami może ulec zmianie, jeśli fale te rozchodzą się w dwóch ośrodkach o różnych współczynnikach załamania. Taka zmiana różnicy faz (rys. 11), może być odpowiedzialna za efekty interferencji w określonym punkcie ośrodka. 21
22 Optyka falowa Dyfrakcja czyli ugięcie fala padająca fala ugięta Zjawisko dyfrakcji fali świetlnej, polega na zmianie kierunku rozchodzenia się fali w wyniku natknięcia się na przeszkodę o rozmiarach porównywalnych z jej długością. Im węższa jest szczelina, tym silniejsze ugięcie fali. Rys.12. Schemat zobrazowania zjawiska dyfrakcji. To nie tylko rozprzestrzenianie się fali, ale w przypadku światła, ale również powstawanie obrazu interferencyjnego. Dyfrakcja używana jest do badania fal oraz obiektów o niewielkich rozmiarach, w tym i kryształów, ogranicza jednak zdolność rozdzielczą układów optycznych. Zjawisko dyfrakcji występuje dla wszystkich rodzajów fal np. fal elektromagnetycznych, fal dźwiękowych oraz fal materii. Zjawisko dyfrakcji pozwoliło na rozwój krystalografii rentgenowskiej, dzięki której odkryto strukturę spirali DNA. 22
23 Doświadczenie Younga W 1803 r. Thomas Young odkrył interferencję światła i zapoczątkował falową teorię światła. fala padająca Schemat doświadczenia Younga (rys.13) światło monochromatyczne, przepuszczone zostaje przez szczelinę S 0 ulega dyfrakcji i kierowane jest na przesłonę z dwiema szczelinami S 1 i S 2. W wyniku dyfrakcji światła na tych szczelinach powstają dwie fale koliste, które interferują ze sobą. Na ekranie obserwujemy obraz złożony z jasnych i ciemnych prążków interferencyjnych. Rys.13. Schemat doświadczenia Younga, Przesłona z dwiema szczelinami i powstawanie obrazu interferencyjnego. 23
24 Warunki interferencji Jasne prążki (rys.) powstają na skutek wzmocnienia interferencyjnego (środki jasnych prążków odpowiadają maksimom interferencji), natomiast ciemne prążki są wynikiem interferencji destruktywnej, czyli wygaszania (środki ciemnych prążków odpowiadają minimom interferencji). fala padająca Zjawisko interferencji polega na nakładaniu się fal wzajemnie spójnych (źródła: S 1 i S 2 ), tzn., że ich różnica faz jest stała w czasie. Różnica faz fal składowych decyduje o natężeniu światła na ekranie i może się zmieniać, gdy fale przebywają drogi o różnej długości. 24
25 Warunki interferencji a) Jakie wartości kąta odpowiadają maksimom i minimom interferencyjnym? fala fala padająca padająca x 1 x 2 Zał. (D >>d). Wówczas możemy traktować promienie r 1 i r 2 jako wzajemnie równoległe, tworzące kąt z osią układu (rys). Niech różnica faz (8.10) gdzie (8.11) b) x 1 oraz (8.12) Amplituda drgań wypadkowych (A): x 2 (8.13) Δx różnica dróg optycznych Rys. FIZYKA 14. Powstawanie - wykład 8 obrazu interferencyjnego. Zależy jedynie od różnicy faz wywołanej przez różnicę dróg optycznych (Δx). 25
26 Warunki interferencji a) Gdy nakładające się fale mają jednakową częstość ( monochromatyczne) i stałą różnicę faz, to: fala fala padająca padająca x 1 k( x2 x1) (8.14) x 2 Z rys. (8.15) (8.16) Stąd amplituda fali wypadkowej przyjmuje postać (8.17) b) x 1 Ponieważ natężenie fali (I) jest x 2 możemy zapisać, że (8.18) Δx różnica dróg optycznych Rys. FIZYKA 14. Powstawanie - wykład 8 obrazu interferencyjnego. lub (8.19) 26
27 Warunki interferencji Maksima natężeń fali otrzymamy, gdy (8.20) Czyli dla różnicy faz równej całkowitej wielokrotności : (8.21) gdzie m= 0, 1, 2, rząd maksimum interferencyjnego. A zatem różnica dróg optycznych (8.22) d sin m Warunek interferencji konstruktywnej (maksimum) Dla kątów spełniających ten warunek otrzymujemy tzw. interferencję konstruktywną, czyli maksima interferencyjne. 27
28 Warunki interferencji Minima interferencyjne otrzymamy, gdy 0 (8.23) czyli gdy różnica faz jest nieparzystą wielokrotnością /2 : (8.24) Co jest równoważne różnicy dróg optycznych Warunek interferencji Destruktywnej (minimum) 1 d sin m 2 (8.25) W takim punkcie fazy fal składowych są przeciwne i natężenie światła jest minimalne. 28
29 8.2.5.Siatka dyfrakcyjna Siatka dyfrakcyjna to zbiór szczelin prostoliniowych, równoległych i równoodległych (siatka transmisyjna) lub na zwierciadle metalicznym (siatka odbiciowa). a) b) b) Stała siatki d, to odległość środków sąsiednich szczelin /lub ilość szczelin przypadająca na 1 mm. Typowa siatka dyfrakcyjna dla promieniowania z zakresu nadfioletu ma ok szczelin/mm (d=0.001mm), zaś dla podczerwieni do 300 szczelin/mm (d= mm). Oświetlając siatkę dyfrakcyjną światłem monochromatycznym (rys.15b) otrzymujemy na ekranie wąskie jasne linie rozdzielone stosunkowo szerokimi ciemnymi obszarami. Rys.15 Siatka dyfrakcyjna i prążki interferencyjne. (a) źr. (b) źr.: 29
30 Spójność światła Warunkiem dostrzegalnej interferencji dwóch fal świetlnych spotykających się w jednym punkcie jest ich spójność (koherencja), co oznacza, że mają w danym miejscu stałą w czasie różnice faz. Fale emitowane przez źródła światła ( oprócz laserów!) są z natury niespójne, bo pochodzą z różnych, niezależnych od siebie atomów i są skończone. W doświadczeniu Younga można stosować źródło światła częściowo spójnego, w którym fale świetlne mają stałą różnicę faz w punktach, leżących blisko siebie (np. światło słoneczne), ale należy przepuścić je najpierw przez pojedynczą szczelinę. Światło wychodzące z wąskiej szczeliny S 0 jest spójne, a ponadto, na skutek ugięcia, może oświetlić obie szczeliny S 1 i S 2. Jeśli zamiast układu dwóch szczelin użylibyśmy dwóch źródeł światła monochromatycznego o podobnej wielkości prążki interferencyjne nie pojawią się i ekran oświetlony będzie równomiernie. 30
31 Opis fali elektromagnetycznej Fala elektromagnetyczna opisana jest przez wektor natężenia pola elektrycznego określający kierunek rozchodzenia się fali, oraz wektor falowy Rys.16. Wektory są do siebie wzajemnie prostopadłe i drgają w zgodnej fazie, a zatem fala e-m jest falą poprzeczną. 31
32 Opis fali elektromagnetycznej c.d. Falę elektromagnetyczną rozchodzącą się w kierunku osi x, i w czasie t, można opisać: E(x,t) = E 0 sin(wt- kx ) B(x,t) = B 0 sin(wt- kx) gdzie: E 0, B 0 amplitudy, k liczba falowa, ω częstość kołowa. Za wszystkie zjawiska optyczne odpowiedzialny jest wektor natężenia pola elektrycznego, przyjęto opisywać fale elektromagnetyczne wektorem natężenia pola elektrycznego i nazwano go wektorem świetlnym. E (8.27) (8.26) Światło niespolaryzowane składa się z fal, których wektory natężenia pola elektrycznego mają przypadkowe kierunki drgań, tzn. mogą drgać we wszystkich płaszczyznach. 32
33 Polaryzacja Fale elektromagnetyczne są spolaryzowane wtedy, gdy wszystkie wektory natężeń ich pół elektrycznych drgają w tej samej płaszczyźnie, zwanej płaszczyzną drgań. A zatem polaryzacja światła, to uporządkowanie wektora. świetlnego E w wiązce, polaryzacja występuje tylko dla fal poprzecznych, Fale świetlne wysyłane przez zwykłe źródła nie są spolaryzowane (wyjątek laser) Np.. Fale radiowe są zawsze spolaryzowane- antena. bez filtru polaryzującego z filtrem polaryzującym, źr.: 33
34 Rodzaje polaryzacji Rodzaje polaryzacji: Rys. 17. Rodzaje polaryzacji. źr.: polaryzacja liniowa, drgania wektora odbywają się wzdłuż linii prostej. Drgania składowe są w fazie lub w przeciwfazie (180 0 ), polaryzacja kołowa, drganie to odpowiada ruchowi po okręgu. Dwa drgania o jednakowych amplitudach ale o fazach przesuniętych o 90 0 lub 90 0 polaryzacja eliptyczna jest uogólnieniem polaryzacji kołowej. E 34
35 Metody wytwarzania światła liniowo spolaryzowanego Światło spolaryzowane liniowo można uzyskać, pozbywając się niepożądanych składowych pola elektrycznego. Metody dotychczas nam znane: 1. Polaryzacja światła w wyniku absorpcji- drgania w jednym z kierunków są tłumione: dla mikrofal (3 cm) siatka z drutów metalowych Składowe poziome pola elektrycznego są absorbowane, składowe pionowe są transmitowane. Dichroizm (właściwość materiałów polegająca na różnym pochłanianiu światła, w zależności od jego polaryzacji: polaroid) - selektywna absorpcja. 35
36 Polaryzatory (płytki polaryzacyjne) Niespolaryzowane światło można zamienić na światło spolaryzowane, przepuszczając je przez folię polaryzacyjną (polaroid).. Rys.18. Polaryzacja światła. źródło: Halliday,Resnick,Walker Fundamentals of Physics. Składowa wektora natężenia pola elektrycznego równoległa do kierunku polaryzacji jest przepuszczana przez folię polaryzacyjną, składowa prostopadła do tego kierunku jest absorbowana. Dla światła ( 0,5 m) siatka z długich łańcuchów molekuł polimerów-polaroid. 36
37 2. Polaryzacja przez odbicie (kąt Brewstera) Światło spolaryzowane można uzyskać również przez odbicie od powierzchni dielektryka. Jednak wiązka odbita na ogół nie jest spolaryzowana całkowicie. Polaryzację całkowitą wiązki odbitej można uzyskać jedynie dla jednej wartości kąta padania. Kąt ten nosi nazwę kąta Brewstera [czytaj brjustera]. Dla kąta Brewstera, wiązka odbita i załamana tworzą ze sobą kąt B (8.28) B B Rys.19. Prawo Brewstera i polaryzacja światła przez odbicie od szklanej płytki 37
38 B (8.29) Kąt Brewstera c.d. B B Rys. 19. Polaryzacja światła przez odbicie od szklanej płytki. Składową pola E prostopadłą do płaszczyzny kartki oznaczono czerwoną kropką, a równoległą niebieską strzałką. Zgodnie z prawem załamania i po uwzględnieniu zależności (8.16) mamy: (8.30) Stąd, prawo Brewstera: B (8.31) (kąt Brewstera ) 38
39 Stopień polaryzacji B B I = I I 0, I =0 I > I Stopień polaryzacji P określa się zgodnie z wzorem: P I I I I (8.32) gdzie: I max i I min to maksymalne i minimalne natężenia światła o wzajemnie prostopadłych kierunkach polaryzacji. 39
40 3. Polaryzacja za pomocą polaryzatorów dwójłomnych Światło można spolaryzować wykorzystując zjawisko podwójnego załamania za pomocą kryształów zwanych kryształami dwójłomnymi. Kryształy dwójłomne mają właściwość rozdzielania padającej wiązki na dwie wiązki załamane, tak jak pokazuje rysunek Kryształ dwójłomny Promień zwyczajny o - leży w płaszczyźnie padania światła. Przechodzi przez kryształ z jednakową prędkością we wszystkich kierunkach, tzn. ma jeden współczynnik załamania. n n e n 0 O Rys. 20. Podwójne załamanie. (8.33) Promień nadzwyczajny e -Polaryzacja tego promienia jest prostopadła do płaszczyzny głównej (płaszczyzny przechodzącej przez dany promień światła i przecinającą go oś optyczną). Charakteryzuje się anizotropią prędkości rozchodzenia się w krysztale (prędkość ta zależy od kierunku). Nie spełnia on prawa Snelliusa (np. może zmieniać kierunek nawet wówczas gdy światło pada prostopadle do powierzchni kryształu). Dwójłomność (zdolność ośrodków optycznych do podwójnego załamywania światła). Ilościowo dwójłomność def. jako różnicę współczynników załamania - n 40
41 Polaryzacja w przyrodzie- przykłady Światło można polaryzować nie tylko za pomocą polaroidu ale również przez odbicie i przez rozpraszanie na atomach i cząsteczkach. Niespolaryzowane światło słoneczne, w wyniku rozpraszania na cząsteczkach atmosfery, staje się częściowo spolaryzowane. Pszczoły i mrówki wykorzystują polaryzację światła słonecznego do nawigacji. Ludzkie oko również posiada zdolność widzenia polaryzacji światła. Efektem tego jest tzw. Figura Haidingera (Haidinger s brush). 41
42 Dziękuję za uwagę! 42
ŚWIATŁO. Czym jest światło? 8.1. Elementy optyki geometrycznej odbicie, załamanie światła
ŚWIATŁO Wykład 8 Pamiętaj, że najmniejszy krok w stronę celu jest więcej wart niż maraton dobrych chęci. Czym jest światło? 8.1. Elementy optyki geometrycznej odbicie, załamanie światła 8.2. Elementy optyki
Bardziej szczegółowoElementy optyki geometrycznej i optyki falowej
Elementy optyki geometrycznej i optyki falowej Wykład 8 Pamiętaj, że najmniejszy krok w stronę celu jest więcej wart niż maraton dobrych chęci. Czym jest światło? 8.1. Elementy optyki geometrycznej odbicie,
Bardziej szczegółowoWykład 17: Optyka falowa cz.1.
Wykład 17: Optyka falowa cz.1. Dr inż. Zbigniew Szklarski Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.31 szkla@agh.edu.pl http://layer.uci.agh.edu.pl/z.szklarski/ 1 Zasada Huyghensa Christian Huygens 1678 r. pierwsza
Bardziej szczegółowoWykład 17: Optyka falowa cz.2.
Wykład 17: Optyka falowa cz.2. Dr inż. Zbigniew Szklarski Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.321 szkla@agh.edu.pl http://layer.uci.agh.edu.pl/z.szklarski/ 1 Interferencja w cienkich warstwach Załamanie
Bardziej szczegółowoOPTYKA FALOWA. W zjawiskach takich jak interferencja, dyfrakcja i polaryzacja światło wykazuje naturę
OPTYKA FALOWA W zjawiskach takich jak interferencja, dyfrakcja i polaryzacja światło wykazuje naturę falową. W roku 8 Thomas Young wykonał doświadczenie, które pozwoliło wyznaczyć długość fali światła.
Bardziej szczegółowoFizyka elektryczność i magnetyzm
Fizyka elektryczność i magnetyzm W5 5. Wybrane zagadnienia z optyki 5.1. Światło jako część widma fal elektromagnetycznych. Fale elektromagnetyczne, które współczesny człowiek potrafi wytwarzać, i wykorzystywać
Bardziej szczegółowoWykład 16: Optyka falowa
Wykład 16: Optyka falowa Dr inż. Zbigniew Szklarski Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.31 szkla@agh.edu.pl http://layer.uci.agh.edu.pl/z.szklarski/ Zasada Huyghensa Christian Huygens 1678 r. pierwsza falowa
Bardziej szczegółowoWykład 16: Optyka falowa
Wykład 16: Optyka falowa Dr inż. Zbigniew Szklarski Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.321 szkla@agh.edu.pl http://layer.uci.agh.edu.pl/z.szklarski/ 1 Zasada Huyghensa Christian Huygens 1678 r. pierwsza
Bardziej szczegółowoProblemy optyki falowej. Teoretyczne podstawy zjawisk dyfrakcji, interferencji i polaryzacji światła.
. Teoretyczne podstawy zjawisk dyfrakcji, interferencji i polaryzacji światła. Rozwiązywanie zadań wykorzystujących poznane prawa I LO im. Stefana Żeromskiego w Lęborku 27 luty 2012 Dyfrakcja światła laserowego
Bardziej szczegółowoPrawa optyki geometrycznej
Optyka Podstawowe pojęcia Światłem nazywamy fale elektromagnetyczne, o długościach, na które reaguje oko ludzkie, tzn. 380-780 nm. O falowych własnościach światła świadczą takie zjawiska, jak ugięcie (dyfrakcja)
Bardziej szczegółowoDyfrakcja. interferencja światła. dr inż. Romuald Kędzierski
Dyfrakcja i interferencja światła. dr inż. Romuald Kędzierski Zasada Huygensa - przypomnienie Każdy punkt ośrodka, do którego dotarło czoło fali można uważać za źródło nowej fali kulistej. Fale te zwane
Bardziej szczegółowoprzenikalność atmosfery ziemskiej typ promieniowania długość fali [m] ciało o skali zbliżonej do długości fal częstotliwość [Hz]
ELEMENTY OPTYKI Fale elektromagnetyczne Promieniowanie świetlne Odbicie światła Załamanie światła Dyspersja światła Tęcza pierwotna i wtórna Dyfrakcja i interferencja światła Politechnika Opolska Opole
Bardziej szczegółowoFalowa natura światła
Falowa natura światła Christiaan Huygens Thomas Young James Clerk Maxwell Światło jest falą elektromagnetyczną Barwa światło zależy od jej długości (częstości). Optyka geometryczna Optyka geometryczna
Bardziej szczegółowoPodstawy fizyki wykład 8
Podstawy fizyki wykład 8 Dr Piotr Sitarek Katedra Fizyki Doświadczalnej, W11, PWr Optyka geometryczna Polaryzacja Odbicie zwierciadła Załamanie soczewki Optyka falowa Interferencja Dyfrakcja światła D.
Bardziej szczegółowo18 K A T E D R A F I ZYKI STOSOWAN E J
18 K A T E D R A F I ZYKI STOSOWAN E J P R A C O W N I A F I Z Y K I Ćw. 18. Wyznaczanie długości fal świetlnych diody laserowej przy pomocy siatki dyfrakcyjnej Wprowadzenie Światło jest promieniowaniem
Bardziej szczegółowoLaboratorium techniki laserowej. Ćwiczenie 5. Modulator PLZT
Laboratorium techniki laserowej Katedra Optoelektroniki i Systemów Elektronicznych, WETI, Politechnika Gdaoska Gdańsk 006 1.Wstęp Rozwój techniki optoelektronicznej spowodował poszukiwania nowych materiałów
Bardziej szczegółowoDr Piotr Sitarek. Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska
Podstawy fizyki Wykład 11 Dr Piotr Sitarek Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska D. Halliday, R. Resnick, J.Walker: Podstawy Fizyki, tom 3, Wydawnictwa Naukowe PWN, Warszawa 2003. K.Sierański, K.Jezierski,
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 363. Polaryzacja światła sprawdzanie prawa Malusa. Początkowa wartość kąta 0..
Nazwisko... Data... Nr na liście... Imię... Wydział... Dzień tyg.... Godzina... Polaryzacja światła sprawdzanie prawa Malusa Początkowa wartość kąta 0.. 1 25 49 2 26 50 3 27 51 4 28 52 5 29 53 6 30 54
Bardziej szczegółowoOPTYKA. Leszek Błaszkieiwcz
OPTYKA Leszek Błaszkieiwcz Ojcem optyki jest Witelon (1230-1314) Zjawisko odbicia fal promień odbity normalna promień padający Leszek Błaszkieiwcz Rys. Zjawisko załamania fal normalna promień padający
Bardziej szczegółowoNatura światła. W XVII wieku ścierały się dwa, poglądy na temat natury światła. Isaac Newton
Natura światła W XVII wieku ścierały się dwa, poglądy na temat natury światła. Isaac Newton W swojej pracy naukowej najpierw zajmował się optyką. Pierwsze sukcesy odniósł właśnie w optyce, konstruując
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 12 (44) Wyznaczanie długości fali świetlnej przy pomocy siatki dyfrakcyjnej
Ćwiczenie 12 (44) Wyznaczanie długości fali świetlnej przy pomocy siatki dyfrakcyjnej Wprowadzenie Światło widzialne jest to promieniowanie elektromagnetyczne (zaburzenie poła elektromagnetycznego rozchodzące
Bardziej szczegółowoWŁASNOŚCI FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH: INTERFERENCJA, DYFRAKCJA, POLARYZACJA
WŁASNOŚCI FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH: INTERFERENCJA, DYFRAKCJA, POLARYZACJA 1. Interferencja fal z dwóch źródeł 2. Fale koherentne i niekoherentne 3. Interferencja fal z wielu źródeł 4. Zasada Huygensa 5.
Bardziej szczegółowoZADANIE 111 DOŚWIADCZENIE YOUNGA Z UŻYCIEM MIKROFAL
ZADANIE 111 DOŚWIADCZENIE YOUNGA Z UŻYCIEM MIKROFAL X L Rys. 1 Schemat układu doświadczalnego. Fala elektromagnetyczna (światło, mikrofale) po przejściu przez dwie blisko położone (odległe o d) szczeliny
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 373. Wyznaczanie stężenia roztworu cukru za pomocą polarymetru. Długość rurki, l [dm] Zdolność skręcająca a. Stężenie roztworu II d.
Nazwisko Data Nr na liście Imię Wydział Dzień tyg Godzina Ćwiczenie 373 Wyznaczanie stężenia roztworu cukru za pomocą polarymetru Stężenie roztworu I d [g/dm 3 ] Rodzaj cieczy Położenie analizatora [w
Bardziej szczegółowoFale elektromagnetyczne w dielektrykach
Fale elektromagnetyczne w dielektrykach Ryszard J. Barczyński, 2016 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Krótka historia odkrycia
Bardziej szczegółowoOptyka. Wykład IX Krzysztof Golec-Biernat. Optyka geometryczna. Uniwersytet Rzeszowski, 13 grudnia 2017
Optyka Wykład IX Krzysztof Golec-Biernat Optyka geometryczna Uniwersytet Rzeszowski, 13 grudnia 2017 Wykład IX Krzysztof Golec-Biernat Optyka 1 / 16 Plan Dyspersja chromatyczna Przybliżenie optyki geometrycznej
Bardziej szczegółowoWYZNACZANIE DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ ZA POMOCĄ SIATKI DYFRAKCYJNEJ
ĆWICZENIE 84 WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ ZA POMOCĄ SIATKI DYFRAKCYJNEJ Cel ćwiczenia: Wyznaczenie długości fali emisji lasera lub innego źródła światła monochromatycznego, wyznaczenie stałej siatki
Bardziej szczegółowoFala elektromagnetyczna o określonej częstotliwości ma inną długość fali w ośrodku niż w próżni. Jako przykłady policzmy:
Rozważania rozpoczniemy od ośrodków jednorodnych. W takich ośrodkach zależność między indukcją pola elektrycznego a natężeniem pola oraz między indukcją pola magnetycznego a natężeniem pola opisana jest
Bardziej szczegółowoPomiar długości fali świetlnej i stałej siatki dyfrakcyjnej.
POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY KATEDRA FIZYKOCHEMII I TECHNOLOGII POLIMERÓW LABORATORIUM Z FIZYKI Pomiar długości fali świetlnej i stałej siatki dyfrakcyjnej. Wprowadzenie Przy opisie zjawisk takich
Bardziej szczegółowoELEMENTY OPTYKI Fale elektromagnetyczne Promieniowanie świetlne Odbicie światła Załamanie światła Dyspersja światła Polaryzacja światła Dwójłomność
ELEMENTY OPTYKI Fale elektromagnetyczne Promieniowanie świetlne Odbicie światła Załamanie światła Dyspersja światła Polaryzacja światła Dwójłomność Holografia FALE ELEKTROMAGNETYCZNE Fale elektromagnetyczne
Bardziej szczegółowoWYDZIAŁ.. LABORATORIUM FIZYCZNE
WSEiZ W WARSZAWIE WYDZIAŁ.. LABORATORIUM FIZYCZNE Ćw. nr 8 BADANIE ŚWIATŁA SPOLARYZOWANEGO: SPRAWDZANIE PRAWA MALUSA Warszawa 29 1. Wstęp Wiemy, że fale świetlne stanowią niewielki wycinek widma fal elektromagnetycznych
Bardziej szczegółowoNa ostatnim wykładzie
Na ostatnim wykładzie Falę elektromagnetyczną możemy przedstawić podając jej kierunek rozchodzenia się (promień) albo czoła fali (umowne powierzchnie, na których wartość natężenia pola elektrycznego jest
Bardziej szczegółowoWykład FIZYKA II 8. Optyka falowa Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/ Nakładanie się fal nazywamy ogólnie superpozycją. Nakładanie
Bardziej szczegółowoPOLARYZACJA ŚWIATŁA. Uporządkowanie kierunku drgań pola elektrycznego E w poprzecznej fali elektromagnetycznej (E B). światło niespolaryzowane
FALE ELEKTROMAGNETYCZNE Polaryzacja światła Sposoby polaryzacji Dwójłomność Skręcanie płaszczyzny polaryzacji Zastosowania praktyczne polaryzacji Efekty fotoelastyczne Stereoskopia Holografia Politechnika
Bardziej szczegółowoInterferencja. Dyfrakcja.
Interferencja. Dyfrakcja. Wykład 8 Wrocław University of Technology 05-05-0 Światło jako fala Zasada Huygensa: Wszystkie punkty czoła fali zachowują się jak punktowe źródła elementarnych kulistych fal
Bardziej szczegółowoBADANIE WYMUSZONEJ AKTYWNOŚCI OPTYCZNEJ
ĆWICZENIE 89 BADANIE WYMUSZONEJ AKTYWNOŚCI OPTYCZNEJ Cel ćwiczenia: Zapoznanie się ze zjawiskiem Faradaya. Wyznaczenie stałej Verdeta dla danej próbki. Wyznaczenie wartości ładunku właściwego elektronu
Bardziej szczegółowoĆwiczenie: "Zagadnienia optyki"
Ćwiczenie: "Zagadnienia optyki" Opracowane w ramach projektu: "Wirtualne Laboratoria Fizyczne nowoczesną metodą nauczania realizowanego przez Warszawską Wyższą Szkołę Informatyki. Zakres ćwiczenia: 1.
Bardziej szczegółowoLASERY I ICH ZASTOSOWANIE
LASERY I ICH ZASTOSOWANIE Laboratorium Instrukcja do ćwiczenia nr 3 Temat: Efekt magnetooptyczny 5.1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodą modulowania zmiany polaryzacji światła oraz
Bardziej szczegółowoFIZYKA 2. Janusz Andrzejewski
FIZYKA 2 wykład 8 Janusz Andrzejewski Fale przypomnienie Fala -zaburzenie przemieszczające się w przestrzeni i w czasie. y(t) = Asin(ωt- kx) A amplituda fali kx ωt faza fali k liczba falowa ω częstość
Bardziej szczegółowoPrawo odbicia światła. dr inż. Romuald Kędzierski
Prawo odbicia światła dr inż. Romuald Kędzierski Odbicie fal - przypomnienie Kąt padania: Jest to kąt pomiędzy tzw. promieniem fali padającej (wskazującym kierunek i zwrot jej propagacji), a prostą prostopadłą
Bardziej szczegółowoRys. 1 Interferencja dwóch fal sferycznych w punkcie P.
Ćwiczenie 4 Doświadczenie interferencyjne Younga Wprowadzenie teoretyczne Charakterystyczną cechą fal jest ich zdolność do interferencji. Światło jako fala elektromagnetyczna również może interferować.
Bardziej szczegółowoFala jest zaburzeniem, rozchodzącym się w ośrodku, przy czym żadna część ośrodka nie wykonuje zbyt dużego ruchu
Ruch falowy Fala jest zaburzeniem, rozchodzącym się w ośrodku, przy czym żadna część ośrodka nie wykonuje zbyt dużego ruchu Fala rozchodzi się w przestrzeni niosąc ze sobą energię, ale niekoniecznie musi
Bardziej szczegółowoInterferencja jest to zjawisko nakładania się fal prowadzące do zwiększania lub zmniejszania amplitudy fali wypadkowej. Interferencja zachodzi dla
Interferencja jest to zjawisko nakładania się fal prowadzące do zwiększania lub zmniejszania amplitudy fali wypadkowej. Interferencja zachodzi dla wszystkich rodzajów fal, we wszystkich ośrodkach, w których
Bardziej szczegółowoPodstawy fizyki sezon 2 8. Fale elektromagnetyczne
Podstawy fizyki sezon 8. Fale elektromagnetyczne Agnieszka Obłąkowska-Mucha AGH, WFIiS, Katedra Oddziaływań i Detekcji Cząstek, D11, pok. 111 amucha@agh.edu.pl http://home.agh.edu.pl/~amucha Przenoszenie
Bardziej szczegółowoOptyka falowa. dr inż. Ireneusz Owczarek CMF PŁ 2012/13
Optyka falowa dr inż. Ireneusz Owczarek CMF PŁ ireneusz.owczarek@p.lodz.pl http://cmf.p.lodz.pl/iowczarek 2012/13 Plan wykładu Spis treści 1. Fale elektromagnetyczne 2 1.1. Model falowy światła...........................................
Bardziej szczegółowoWykład FIZYKA II. 8. Optyka falowa
Wykład FIZYKA II 8. Optyka falowa Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak Katedra Optyki i Fotoniki Wydział Podstawowych Problemów Techniki Politechnika Wrocławska http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/fizyka.html
Bardziej szczegółowoOPTYKA FALOWA I (FTP2009L) Ćwiczenie 2. Dyfrakcja światła na szczelinach.
OPTYKA FALOWA I (FTP2009L) Ćwiczenie 2. Dyfrakcja światła na szczelinach. Zagadnienia, które należy znać przed wykonaniem ćwiczenia: Dyfrakcja światła to zjawisko fizyczne zmiany kierunku rozchodzenia
Bardziej szczegółowoĆwiczenia z mikroskopii optycznej
Ćwiczenia z mikroskopii optycznej Anna Gorczyca Rok akademicki 2013/2014 Literatura D. Halliday, R. Resnick, Fizyka t. 2, PWN 1999 r. J.R.Meyer-Arendt, Wstęp do optyki, PWN Warszawa 1979 M. Pluta, Mikroskopia
Bardziej szczegółowoZjawisko interferencji fal
Zjawisko interferencji fal Interferencja to efekt nakładania się fal (wzmacnianie i osłabianie się ruchu falowego widoczne w zmianach amplitudy i natężenia fal) w którym zachodzi stabilne w czasie ich
Bardziej szczegółowoOptyka stanowi dział fizyki, który zajmuje się światłem (także promieniowaniem niewidzialnym dla ludzkiego oka).
Optyka geometryczna Optyka stanowi dział fizyki, który zajmuje się światłem (także promieniowaniem niewidzialnym dla ludzkiego oka). Założeniem optyki geometrycznej jest, że światło rozchodzi się jako
Bardziej szczegółowoBadanie właściwości optycznych roztworów.
ĆWICZENIE 4 (2018), STRONA 1/6 Badanie właściwości optycznych roztworów. Cel ćwiczenia - wyznaczenie skręcalności właściwej sacharozy w roztworach wodnych oraz badanie współczynnika załamania światła Teoria
Bardziej szczegółowoPrzedmiot: Fizyka. Światło jako fala. 2016/17, sem. letni 1
Światło jako fala 1 Fala elektromagnetyczna widmo promieniowania Czułość oka ludzkiego w zakresie widzialnym 2 Wytwarzanie fali elektromagnetycznej o częstościach radiowych H. Hertz (1888) doświadczalne
Bardziej szczegółowoWykład FIZYKA II. 7. Optyka geometryczna. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Wykład FIZYKA II 7. Optyka geometryczna Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/ WSPÓŁCZYNNIK ZAŁAMANIA Współczynnik załamania ośrodka opisuje zmianę prędkości fali
Bardziej szczegółowopobrano z serwisu Fizyka Dla Każdego - http://fizyka.dk - zadania z fizyki, wzory fizyczne, fizyka matura
12. Fale elektromagnetyczne zadania z arkusza I 12.5 12.1 12.6 12.2 12.7 12.8 12.9 12.3 12.10 12.4 12.11 12. Fale elektromagnetyczne - 1 - 12.12 12.20 12.13 12.14 12.21 12.22 12.15 12.23 12.16 12.24 12.17
Bardziej szczegółowoWidmo fal elektromagnetycznych
Czym są fale elektromagnetyczne? Widmo fal elektromagnetycznych dr inż. Romuald Kędzierski Podstawowe pojęcia związane z falami - przypomnienie pole falowe część przestrzeni objęta w danej chwili falą
Bardziej szczegółowoWykład XIV. wiatła. Younga. Younga. Doświadczenie. Younga
Wykład XIV Poglądy na naturęświat wiatła Dyfrakcja i interferencja światła rozwój poglądów na naturę światła doświadczenie spójność światła interferencja w cienkich warstwach interferometr Michelsona dyfrakcja
Bardziej szczegółowoI. PROMIENIOWANIE CIEPLNE
I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE - lata '90 XIX wieku WSTĘP Widmo promieniowania elektromagnetycznego zakres "pokrycia" różnymi rodzajami fal elektromagnetycznych promieniowania zawartego w danej wiązce. rys.i.1.
Bardziej szczegółowoBadanie zjawisk optycznych przy użyciu zestawu Laser Kit
LABORATORIUM OPTOELEKTRONIKI Ćwiczenie 5 Badanie zjawisk optycznych przy użyciu zestawu Laser Kit Cel ćwiczenia: Zapoznanie studentów ze zjawiskami optycznymi. Badane elementy: Zestaw ćwiczeniowy Laser
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 4. Doświadczenie interferencyjne Younga. Rys. 1
Ćwiczenie 4 Doświadczenie interferencyjne Younga Wprowadzenie teoretyczne Charakterystyczną cechą fal jest ich zdolność do interferencji. Światło jako fala elektromagnetyczna również może interferować.
Bardziej szczegółowoWłasności optyczne materii. Jak zachowuje się światło w zetknięciu z materią?
Własności optyczne materii Jak zachowuje się światło w zetknięciu z materią? Właściwości optyczne materiału wynikają ze zjawisk: Absorpcji Załamania Odbicia Rozpraszania Własności elektrycznych Refrakcja
Bardziej szczegółowoLASERY I ICH ZASTOSOWANIE W MEDYCYNIE
LASERY I ICH ZASTOSOWANIE W MEDYCYNIE Laboratorium Instrukcja do ćwiczenia nr 4 Temat: Modulacja światła laserowego: efekt magnetooptyczny 5.1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodą
Bardziej szczegółowoPOMIARY OPTYCZNE 1. Wykład 1. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
POMIARY OPTYCZNE Wykład Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej Pokój 8/ bud. A- http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/ OPTYKA GEOMETRYCZNA Codzienne obserwacje: światło
Bardziej szczegółowoLABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE
LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE Ćwiczenie nr 6 Temat: Wyznaczenie stałej siatki dyfrakcyjnej i dyfrakcja światła na otworach kwadratowych i okrągłych. 1. Wprowadzenie Fale
Bardziej szczegółowoOptyka geometryczna MICHAŁ MARZANTOWICZ
Optyka geometryczna Optyka geometryczna światło jako promień, opis uproszczony Optyka falowa światło jako fala, opis pełny Fizyka współczesna: światło jako cząstka (foton), opis pełny Optyka geometryczna
Bardziej szczegółowoOptyka. Wykład VII Krzysztof Golec-Biernat. Prawa odbicia i załamania. Uniwersytet Rzeszowski, 22 listopada 2017
Optyka Wykład VII Krzysztof Golec-Biernat Prawa odbicia i załamania Uniwersytet Rzeszowski, 22 listopada 2017 Wykład VII Krzysztof Golec-Biernat Optyka 1 / 20 Plan Zachowanie pola elektromagnetycznego
Bardziej szczegółowoMetody Optyczne w Technice. Wykład 8 Polarymetria
Metody Optyczne w Technice Wykład 8 Polarymetria Fala elektromagnetyczna div D div B 0 D E rot rot E H B t D t J B J H E Fala elektromagnetyczna 2 2 E H 2 t 2 E 2 t H 2 v n 1 0 0 c n 0 Fala elektromagnetyczna
Bardziej szczegółowofalowego widoczne w zmianach amplitudy i natęŝenia fal) w którym zachodzi
Zjawisko interferencji fal Interferencja to efekt nakładania się fal (wzmacnianie i osłabianie się ruchu falowego widoczne w zmianach amplitudy i natęŝenia fal) w którym zachodzi stabilne w czasie ich
Bardziej szczegółowoZjawisko interferencji fal
Zjawisko interferencji fal Interferencja to efekt nakładania się fal (wzmacnianie i osłabianie się ruchu falowego widoczne w zmianach amplitudy i natężenia fal) w którym zachodzi stabilne w czasie ich
Bardziej szczegółowoĆw. 20. Pomiary współczynnika załamania światła z pomiarów kąta załamania oraz kąta granicznego
0 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J P R A C O W N I A F I Z Y K I Ćw. 0. Pomiary współczynnika załamania światła z pomiarów kąta załamania oraz kąta granicznego Wprowadzenie Światło widzialne jest
Bardziej szczegółowoTECHNIKI OBSERWACYJNE ORAZ METODY REDUKCJI DANYCH
TECHNIKI OBSERWACYJNE ORAZ METODY REDUKCJI DANYCH Arkadiusz Olech, Wojciech Pych wykład dla doktorantów Centrum Astronomicznego PAN luty maj 2006 r. Wstęp do spektroskopii Wykład 7 2006.04.26 Spektroskopia
Bardziej szczegółowoPolaryzatory/analizatory
Polaryzatory/analizatory Polaryzator eliptyczny element układu optycznego lub układ optyczny, za którym światło jest spolaryzowane eliptycznie i o parametrach ściśle określonych przez polaryzator zazwyczaj
Bardziej szczegółowoInterferencja i dyfrakcja
Podręcznik metodyczny dla nauczycieli Interferencja i dyfrakcja Politechnika Gdańska, Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, tel. +48 58 348 63 70 http://e-doswiadczenia.mif.pg.gda.pl
Bardziej szczegółowoWyznaczanie zależności współczynnika załamania światła od długości fali światła
Ćwiczenie O3 Wyznaczanie zależności współczynnika załamania światła od długości fali światła O3.1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zbadanie zależności współczynnika załamania światła od długości fali
Bardziej szczegółowoOptyka. Optyka geometryczna Optyka falowa (fizyczna) Interferencja i dyfrakcja Koherencja światła Optyka nieliniowa
Optyka Optyka geometryczna Optyka falowa (fizyczna) Interferencja i dyfrakcja Koherencja światła Optyka nieliniowa 1 Optyka falowa Opis i zastosowania fal elektromagnetycznych w zakresie widzialnym i bliskim
Bardziej szczegółowoWykład III. Interferencja fal świetlnych i zasada Huygensa-Fresnela
Wykład III Interferencja fal świetlnych i zasada Huygensa-Fresnela Interferencja fal płaskich Na kliszy fotograficznej, leżącej na płaszczyźnie z=0 rejestrujemy interferencję dwóch fal płaskich, o tej
Bardziej szczegółowoDyfrakcja. Dyfrakcja to uginanie światła (albo innych fal) przez drobne obiekty (rozmiar porównywalny z długością fali) do obszaru cienia
Dyfrakcja 1 Dyfrakcja Dyfrakcja to uginanie światła (albo innych fal) przez drobne obiekty (rozmiar porównywalny z długością fali) do obszaru cienia uginanie na szczelinie uginanie na krawędziach przedmiotów
Bardziej szczegółowoMGR 10. Ćw. 1. Badanie polaryzacji światła 2. Wyznaczanie długości fal świetlnych 3. Pokaz zmiany długości fali świetlnej przy użyciu lasera.
MGR 10 10. Optyka fizyczna. Dyfrakcja i interferencja światła. Siatka dyfrakcyjna. Wyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej. Elektromagnetyczna teoria światła. Polaryzacja światła.
Bardziej szczegółowoWyznaczanie wartości współczynnika załamania
Grzegorz F. Wojewoda Zespół Szkół Ogólnokształcących nr 1 Bydgoszcz Wyznaczanie wartości współczynnika załamania Jest dobrze! Nareszcie można sprawdzić doświadczalnie wartości współczynników załamania
Bardziej szczegółowoWŁASNOŚCI FAL (c.d.)
RUCH FALOWY Własności i rodzaje fal. Prędkość rozchodzenia się fal. Fala harmoniczna płaska. Fala stojąca. Zasada Huygensa. Dyfrakcja fal. Obraz dyfrakcyjny. Kryterium Rayleigha. Interferencja fal. Doświadczenie
Bardziej szczegółowo1. Wektory E i B są zawsze prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fali. 2. Wektor natężenia pola elektrycznego jest zawsze prostopadły do wektora indukcja pola magnetycznego. 3. Iloczyn wektorowy E x
Bardziej szczegółowo- Strumień mocy, który wpływa do obszaru ograniczonego powierzchnią A ( z minusem wpływa z plusem wypływa)
37. Straty na histerezę. Sens fizyczny. Energia dostarczona do cewki ferromagnetykiem jest znacznie większa od energii otrzymanej. Energia ta jest tworzona w ferromagnetyku opisanym pętlą histerezy, stąd
Bardziej szczegółowoŚwiatło jako fala Fala elektromagnetyczna widmo promieniowania Czułość oka ludzkiego w zakresie widzialnym
Światło jako fala Fala elektromagnetyczna widmo promieniowania ν = c λ Czułość oka ludzkiego w zakresie widzialnym Wytwarzanie fali elektromagnetycznej o częstościach radiowych E(x, t) = Em sin (kx ωt)
Bardziej szczegółowoZwierciadło kuliste stanowi część gładkiej, wypolerowanej powierzchni kuli. Wyróżniamy zwierciadła kuliste:
Fale świetlne Światło jest falą elektromagnetyczną, czyli rozchodzącymi się w przestrzeni zmiennymi i wzajemnie przenikającymi się polami: elektrycznym i magnetycznym. Szybkość światła w próżni jest największa
Bardziej szczegółowoWYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI
WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI KLASA III Drgania i fale mechaniczne Wymagania na stopień dopuszczający obejmują treści niezbędne dla dalszego kształcenia oraz użyteczne w pozaszkolnej działalności ucznia.
Bardziej szczegółowoWykład XI. Optyka geometryczna
Wykład XI Optyka geometryczna Jak widzimy? Aby przedmiot był widoczny, musi wysyłać światło w wielu kierunkach. Na podstawie światła zebranego przez oko mózg lokalizuje położenie obiektu. Niekiedy promienie
Bardziej szczegółowoŚWIATŁO I JEGO ROLA W PRZYRODZIE
ŚWIATŁO I JEGO ROLA W PRZYRODZIE I. Optyka geotermalna W tym rozdziale poznasz właściwości światła widzialnego, prawa rządzące jego rozchodzeniem się w przestrzeni oraz sposoby wykorzystania tych praw
Bardziej szczegółowoWYDZIAŁ.. LABORATORIUM FIZYCZNE
W S E i Z W WARSZAWIE WYDZIAŁ LABORATORIUM FIZYCZNE Ćwiczenie Nr 6 Temat: WYZNACZANIE DYSPERSJI OPTYCZNEJ PRYZMATU METODĄ POMIARU KĄTA NAJMNIEJSZEGO ODCHYLENIA Warszawa 009 WYZNACZANIE DYSPERSJI OPTYCZNEJ
Bardziej szczegółowo5.1. Powstawanie i rozchodzenie się fal mechanicznych.
5. Fale mechaniczne 5.1. Powstawanie i rozchodzenie się fal mechanicznych. Ruch falowy jest zjawiskiem bardzo rozpowszechnionym w przyrodzie. Spotkałeś się z pewnością w życiu codziennym z takimi pojęciami
Bardziej szczegółowoPromieniowanie rentgenowskie. Podstawowe pojęcia krystalograficzne
Promieniowanie rentgenowskie Podstawowe pojęcia krystalograficzne Krystalografia - podstawowe pojęcia Komórka elementarna (zasadnicza): najmniejszy, charakterystyczny fragment sieci przestrzennej (lub
Bardziej szczegółowo40. Międzynarodowa Olimpiada Fizyczna Meksyk, lipca 2009 r. DWÓJŁOMNOŚĆ MIKI
ZADANIE DOŚWIADCZALNE 2 DWÓJŁOMNOŚĆ MIKI W tym doświadczeniu zmierzysz dwójłomność miki (kryształu szeroko używanego w optycznych elementach polaryzujących). WYPOSAŻENIE Oprócz elementów 1), 2) i 3) powinieneś
Bardziej szczegółowoFizyka dla Informatyki Stosowanej
Fizyka dla Informatyki Stosowanej Jacek Golak Semestr zimowy 8/9 Wykład nr 5 Fale elektromagnetyczne Punkt wyjścia: równania Maxwella (układ SI!) Najpierw dla próżni ε przenikalność dielektryczna próżni
Bardziej szczegółowoZjawisko interferencji fal
Zjawisko interferencji fal Interferencja to efekt nakładania się fal (wzmacnianie i osłabianie się ruchu falowego widoczne w zmianach amplitudy i natęŝenia fal) w którym zachodzi stabilne w czasie ich
Bardziej szczegółowointerferencja, dyspersja, dyfrakcja, okna transmisyjne Interferencja
interferencja, dyspersja, dyfrakcja, okna transmisyjne PiOS Interferencja Interferencja to zjawisko nakładania się fal prowadzące do zwiększania lub zmniejszania amplitudy fali wypadkowej. Interferencja
Bardziej szczegółowoBADANIE INTERFERENCJI MIKROFAL PRZY UŻYCIU INTERFEROMETRU MICHELSONA
ZDNIE 11 BDNIE INTERFERENCJI MIKROFL PRZY UŻYCIU INTERFEROMETRU MICHELSON 1. UKŁD DOŚWIDCZLNY nadajnik mikrofal odbiornik mikrofal 2 reflektory płytka półprzepuszczalna prowadnice do ustawienia reflektorów
Bardziej szczegółowoFale elektromagnetyczne. Obrazy.
Fale elektroagnetyczne. Obrazy. Wykład 7 1 Wrocław University of Technology 28-4-212 Tęcza Maxwella 2 1 Tęcza Maxwella 3 ( kx t) ( kx t) E = E sin ω = sin ω Prędkość rozchodzenia się fali: 1 8 c = = 3.
Bardziej szczegółowo28 Optyka geometryczna i falowa
MODUŁ IX Moduł IX- Optyka geometryczna i falowa 8 Optyka geometryczna i falowa 8. Wstęp Promieniowanie świetlne, o którym będziemy mówić w poniższych rozdziałach jest pewnym, niewielkim wycinkiem widma
Bardziej szczegółowoInterferencja i dyfrakcja
Podręcznik zeszyt ćwiczeń dla uczniów Interferencja i dyfrakcja Politechnika Gdańska, Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, tel. +48 58 348 63 70 http://e-doswiadczenia.mif.pg.gda.pl
Bardziej szczegółowo41P6 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - V POZIOM PODSTAWOWY
41P6 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - V Optyka fizyczna POZIOM PODSTAWOWY Dualizm korpuskularno-falowy Atom wodoru. Widma Fizyka jądrowa Teoria względności Rozwiązanie zadań należy
Bardziej szczegółowoPOMIAR APERTURY NUMERYCZNEJ
ĆWICZENIE O9 POMIAR APERTURY NUMERYCZNEJ ŚWIATŁOWODU KATEDRA FIZYKI 1 Wstęp Prawa optyki geometrycznej W optyce geometrycznej, rozpatrując rozchodzenie się fal świetlnych przyjmuje się pewne założenia
Bardziej szczegółowo2.6.3 Interferencja fal.
RUCH FALOWY 1.6.3 Interferencja fal. Pojęcie interferencja odnosi się do fizycznych efektów nie zakłóconego nakładania się dwóch lub więcej ciągów falowych. Doświadczenie uczy, że fale mogą przebiegać
Bardziej szczegółowo